Glucólisis y Respiración Celular: Procesos Metabólicos Fundamentales

1. Glucólisis o ruta de Embden-Meyerhof

La glucólisis comprende 10 reacciones divididas en dos fases bien diferenciadas:

Fase de seis carbonos o preparatoria

La glucosa se degrada para dar lugar a dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato. Para ello, se requiere energía que es aportada por dos moléculas de ATP.

Fase de tres carbonos o de beneficios

Las dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato se transforman en dos moléculas de ácido pirúvico. La energía liberada en este proceso es recuperada en forma de cuatro moléculas de ATP y dos de NADH.

Las 10 etapas de la glucólisis se detallan a continuación:

• 1. Primera fosforilación: La glucosa se transforma en glucosa-6-fosfato (se gasta 1 ATP).
• 2. Isomerización: La glucosa-6-fosfato se isomeriza a fructosa-6-fosfato.
• 3. Segunda fosforilación: La fructosa-6-fosfato se convierte en fructosa-1,6-difosfato (se gasta otro ATP).
• 4. Escisión: La fructosa-1,6-difosfato se escinde en dos triosas fosforiladas: gliceraldehído-3-fosfato (G3P) y dihidroxiacetona fosfato (DHAP).
• 5. Conversión: La DHAP se convierte en G3P.
• 6. Oxidación y fosforilación: Las dos moléculas de G3P se oxidan y fosforilan, obteniéndose dos moléculas de ácido 1,3-difosfoglicérico.
• 7. Fosforilación a nivel de sustrato: Se obtienen 2 ATP y dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico.
• 8. Transformación: Conversión en ácido 2-fosfoglicérico.
• 9. Deshidratación: Se pierden dos moléculas de agua y se obtienen dos moléculas de fosfoenolpirúvico (PEP).
• 10. Segunda fosforilación a nivel de sustrato: Se obtienen 2 ATP y dos moléculas de ácido pirúvico.

Haciendo un balance de lo ocurrido durante la glucólisis, por cada molécula de glucosa degradada se obtienen 2 moléculas de ácido pirúvico, 2 moléculas de NADH y 2 moléculas de ATP.

2. La respiración celular

Las células aerobias pueden oxidar el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis en presencia de oxígeno molecular para obtener una gran cantidad de energía en forma de ATP. La ecuación global de la respiración celular puede escribirse como sigue:

MATERIA ORGÁNICA + O₂ → CO₂ + H₂O + ENERGÍA

Esta ruta catabólica se localiza en las mitocondrias de las células eucariotas o en el citoplasma y la membrana plasmática de las procariotas. El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis es degradado en tres etapas: