Metabolismo de la Glucosa: Regulación Hormonal, Glucólisis y Gluconeogénesis

Regulación de la Insulina

El aumento de glucosa en sangre provoca la secreción de la insulina para disminuir este nivel. Actúa sobre el glucógeno y los triglicéridos (TG). También disminuye los niveles de AMP cíclico, lo que provoca desfosforilación (inactivación de la lipasa sensible a hormonas, disminuyendo el número de ácidos grasos para oxidación) y activación de la acetil-CoA-carboxilasa.

Glucólisis: De Glucosa a Piruvato

La glucólisis (De glucosa a piruvato) es una vía de reacciones de fosforilación acopladas químicamente para la producción de energía (2 ATP) con el fin de satisfacer necesidades celulares. El proceso inverso es la gluconeogénesis (pero con diferentes enzimas en las reacciones irreversibles del proceso).

La glucosa como sustrato proviene de la degradación de polisacáridos como el glucógeno hepático o el almidón, procede de la dieta o de la gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de precursores no carbohidratos). La glucosa entra al citosol celular, donde se encuentran las enzimas, mediante transportadores específicos GLUT por difusión facilitada. En situaciones de exceso de glucógeno en el hígado o suficiente aporte de glucosa en la dieta, se activa la glucólisis y se inhibe la gluconeogénesis.

Reacciones de la Glucólisis (Enzimas)

Etapa I: Fase de Gasto de Energía (Reacciones 1 a 5)

En esta etapa se consume ATP.

1. Hexoquinasa: Realiza la fosforilación o transferencia de un grupo fosforilo del ATP (sale ADP) a la glucosa para formar glucosa-6-fosfato (G6P). Requiere Mg²⁺ y 1 ATP. Es irreversible, por lo que interviene en la regulación de la vía.
2. Fosfoglucoisomerasa (PGI): Provoca la isomerización reversible de una aldosa a una cetosa, convirtiendo G6P a Fructosa-6-fosfato (F6P).
3. Fosfofructoquinasa 1 (PFK-1): Realiza la fosforilación o transferencia de un grupo fosforilo del ATP (sale ADP) a la F6P para formar fructosa-1,6-bifosfato (FBP). Requiere Mg²⁺ y 1 ATP. Es irreversible y determina la velocidad de la vía.
4. Aldolasa: Provoca la ruptura reversible de FBP para formar dos triosas: gliceraldehído-3-fosfato (GAP) y dihidroxiacetona fosfato (DHAP).
5. Triosafosfatoisomerasa: Conversión reversible de DHAP a GAP, dado que este es el sustrato de la GAPDH y la PGK para recuperar energía en forma de ATP.

Etapa II: Fase de Recuperación de Energía (Reacciones 6 a 10)

Recuperamos energía a partir de los 2 GAP formados.

6. Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH): Reacción endergónica reversible. Provoca la oxidación y fosforilación de GAP (por 2 NAD⁺ y Pi, respectivamente) a 1,3-bifosfoglicerato (1,3-BFG). Salen 2 NADH.
7. Fosfoglicerato quinasa (PGK): Requiere ADP (salen 2 ATP) y Mg²⁺. Se acopla a la reacción 6. Provoca fosforilación reversible a nivel de sustrato de la 1,3-BFG a 3-fosfoglicerato (3PG) + 2 ATP.
8. Fosfoglicerato mutasa (PGM): Provoca la isomerización reversible del 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato (2PG).
9. Enolasa: Provoca la deshidratación (sale H₂O) de 2PG a fosfoenolpiruvato (PEP). Requiere Mg²⁺.
10. Piruvato quinasa: Requiere K⁺ y Mg²⁺. Se acopla la energía libre de la hidrólisis de PEP a la síntesis de ATP (entra ADP, sale 2 ATP). Provoca fosforilación irreversible a nivel de sustrato de la PEP a piruvato + 2 ATP.

Balance Energético y Ecuación General

• Etapa I: Por cada molécula de glucosa se consumen 2 ATP y se producen 2 GAP.
• Etapa II: A partir de dos moléculas de GAP obtenemos 2 NADH, 4 ATP y 2 moléculas de piruvato.

Ecuación general: Glucosa + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 Pi = 2 Piruvato + 2 NADH + 2 ATP (Neto) + 2 H₂O + 2 H⁺.

Destino del Piruvato Generado en Glucólisis

1. En organismos aeróbicos: El piruvato entra en forma de Acetil-CoA al ciclo del ácido cítrico (descarboxilación del piruvato mediada por el complejo piruvato deshidrogenasa) para producir CO₂, FADH₂ y NADH. Este poder reductor se utiliza posteriormente en la cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria para generar energía por gradiente de protones, que será utilizada en la fosforilación oxidativa para sintetizar ATP con la acción de la ATP sintasa.
2. En organismos anaeróbicos: El piruvato se metaboliza para convertirse en un producto reducido mediante la reoxidación del NADH por la reacción de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa.
   • Fermentación homoláctica (Músculo): Produce Lactato + NAD⁺.
   • Fermentación alcohólica (Levaduras): Produce CO₂ y Etanol + NAD⁺.

Regulación de la Glucólisis

La glucólisis opera de forma continua y puede variar dependiendo de las necesidades del organismo. Las reacciones que se encuentran cerca del equilibrio están limitadas por la disponibilidad del sustrato. Si opera lejos del equilibrio, está limitada por la enzima mediante regulación alostérica.

En situaciones de exceso de glucógeno en el hígado o suficiente aporte de glucosa en la dieta, se activa la glucólisis y se inhibe la gluconeogénesis.

Enzimas Limitantes y Puntos de Control

Estas enzimas actúan como puntos de control a través de los cuales se realiza la regulación del ciclo mediante regulación alostérica, hormonal u otras enzimas. Son las que se corresponden a las reacciones no comunes, las irreversibles. Están controladas por ciclos de sustrato.

1. Hexoquinasa (Fosforilación de Glucosa a Glucosa-6-fosfato):
   • Se inhibe por aumento de concentración de Glucosa-6-Fosfato (control temporal y reversible). Este control participa en la síntesis de glucógeno y en el mantenimiento de la concentración de glucosa en sangre.
2. Fosfofructoquinasa 1 (PFK-1) (Fosforilación de Fructosa-6-fosfato a Fructosa-1,6-bifosfato): Es la más importante y determina la velocidad de la vía.
   • Se inhibe con ATP (inhibidor alostérico a altas concentraciones) y citrato en alta concentración.
   • Se activa con ADP, AMP y mediante la regulación con Fructosa-2,6-bifosfato.
3. Piruvato quinasa (Fosforilación de Fosfoenolpiruvato a Piruvato):
   • Se inhibe con ATP, Acetil-CoA y ácidos grasos de cadena larga.

Regulación por Fructosa-2,6-bisfosfato

Regulación muy importante. Activa a muy baja concentración y realiza control alostérico. Activa la glucólisis e inhibe la gluconeogénesis (doble función) o viceversa, según sus concentraciones. Actúa sobre la interconversión de F6P a F1,6BP.

• Si se acumula (glucosa elevada en sangre, disminuye AMPc): Activa la fosfofructoquinasa 1 (glucólisis) e inhibe la fructosa-1,6-bifosfatasa (gluconeogénesis).
• Si disminuye su concentración (glucosa baja en sangre, aumenta AMPc): Activa la fructosa-1,6-bifosfatasa (gluconeogénesis) e inactiva la fosfofructoquinasa 1 (glucólisis).

La concentración de la enzima se controla mediante AMPc, que regula la interconversión entre F6P y F1,6BP activando o inhibiendo la fosfofructoquinasa 2 (PFK-2) y la fructosa-2,6-bifosfatasa (F-2,6-BPasa).

• Si disminuye el AMPc, se estimula la actividad PFK-2 y se inhibe F-2,6-BPasa, acumulándose Fructosa-2,6-Bifosfato.
• Si aumenta el AMPc, se estimula la actividad F-2,6-BPasa y disminuye PFK-2, disminuyendo Fructosa-2,6-Bifosfato.

La insulina y el glucagón como hormonas pueden aumentar (insulina) o disminuir (glucagón) la concentración de la enzima, afectando los niveles de AMPc.

Regulación por Acetil-CoA

A elevadas concentraciones, activa la gluconeogénesis e inhibe la glucólisis (doble función). Actúa sobre la interconversión de piruvato a fosfoenolpiruvato. Activa la piruvato carboxilasa e inhibe la piruvato quinasa y la piruvato deshidrogenasa, respectivamente.

Gluconeogénesis

La gluconeogénesis es la producción de nueva glucosa en el citosol celular (principalmente en hígado y riñón) a partir de precursores que no son carbohidratos, para su uso por el organismo (sobre todo el cerebro). Se produce en situaciones donde no hay glucosa disponible de la dieta y no hay glucógeno en el hígado (obtenido por glucogenólisis). Estas situaciones inhiben la glucólisis.

Es el mismo proceso que la glucólisis a la inversa, pero con las 3 reacciones no comunes o irreversibles del proceso diferentes (distintas enzimas). Están controladas por ciclos de sustrato.

Principales Sustratos o Precursores

Se biosintetizan carbohidratos a partir de precursores de tres y cuatro carbonos. Estos sustratos se convertirán en oxalacetato, que es el sustrato primario de la gluconeogénesis.

1. Aminoácidos: Provenientes del alimento o degradación de las proteínas musculares durante la inanición. Entran a la ruta en forma de piruvato u oxalacetato.
2. Lactato: Proveniente de la glucólisis en el músculo y los eritrocitos. Es el precursor más importante. Entra en forma de sustrato primario piruvato por acción de la lactato deshidrogenasa.
3. Propionato: Proviene de la degradación de ácidos grasos y aminoácidos.
4. Glicerol: Proviene del catabolismo de las grasas. Entra en forma de gliceraldehído-3-fosfato (GAP).
5. Alanina: Producido en el músculo mediante el ciclo de la glucosa-alanina. Entra en forma de sustrato piruvato.

Destinos de la Glucosa

Catabolismo en tejido nervioso, precursor de polisacáridos y de todos los carbohidratos, uso por el músculo esquelético, forma parte de glucoproteínas y glucolípidos, y como sustrato de la glucólisis (obtención de ATP).

Balance de la Gluconeogénesis

Se requieren 2 moles de piruvato para dar 1 glucosa. Es una reacción exergónica. Por cada glucosa sintetizada se gastan 6 ATP.

Regulación de la Gluconeogénesis

La regulación de la formación de glucosa es muy importante para el funcionamiento adecuado del tejido nervioso, la adaptación en el ejercicio muscular y para los ciclos de alimentación/ayuno. Se busca mantener la normoglucemia (niveles normales de glucosa en sangre).

En función de la biodisponibilidad de lactato y precursores en el citosol celular, aumenta o disminuye el rendimiento de la ruta.

Se produce en situaciones donde no hay glucosa disponible de la dieta y no hay glucógeno en el hígado (obtenido por glucogenólisis); estas situaciones inhiben la glucólisis.

Puntos de Control y Enzimas Limitantes

A través de estas enzimas se realiza la regulación del ciclo mediante control alostérico, hormonas y otras enzimas.

1. Piruvato a Fosfoenolpiruvato (PEP)

   Requiere ingreso de energía libre y se observan dos semirreacciones:

   • Piruvato carboxilasa: (ATP + CO₂ + Piruvato a Oxalacetato + ADP + Pi). Proteína tetramérica con biotina como grupo prostético. Genera oxalacetato en la matriz mitocondrial. Se activa con Acetil-CoA y se inhibe con ADP.
   • Fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPCK): (Oxalacetato + GTP a Fosfoenolpiruvato + GDP). Cataliza la descarboxilación o fosforilación en el citosol celular. Requiere Mg²⁺ y Mn²⁺. Se inhibe con ADP.

2. Fructosa-1,6-bifosfato a Fructosa-6-fosfato

   Principal punto de control de la gluconeogénesis, llevado a cabo por la enzima hidrolítica fructosa-1,6-bifosfatasa. Requiere Mg²⁺ (entra H₂O, sale Pi).

   • La enzima se activa con citrato y ATP.
   • Se inhibe con AMPc mediante la regulación de la Fructosa-2,6-bifosfato.

3. Glucosa-6-fosfato a Glucosa

   Reacción de hidrólisis por la enzima glucosa-6-fosfatasa, que requiere Mg²⁺. En el hígado sintetiza glucosa que entra a la circulación sistémica.

   • Se activa con elevadas concentraciones de G6P. No tiene control alostérico.

Regulación Hormonal y Alostérica Dual

La regulación de la glucólisis y la gluconeogénesis es recíproca y se controla por los mismos efectores.

• Regulación por Acetil-CoA: A elevadas concentraciones, activa la piruvato carboxilasa (gluconeogénesis) e inhibe la piruvato quinasa y piruvato deshidrogenasa (glucólisis).
• Regulación por Fructosa-2,6-bifosfato:
  • Regulación Glucagón (Hipoglucemia): Glucosa baja en sangre provoca un aumento de la secreción de glucagón, que produce un aumento del AMPc. Esto activa la fructosa-2,6-bifosfatasa e inhibe la fosfofructoquinasa 2. Esto provoca la disminución de la Fructosa-2,6-bifosfato, aumentando la gluconeogénesis y disminuyendo la glucólisis.
  • Regulación Insulina (Hiperglucemia): Glucosa alta en sangre provoca un aumento de la secreción de insulina, que produce un descenso del AMPc. Esto activa la fosfofructoquinasa 2 e inhibe la fructosa-2,6-bifosfatasa. Esto provoca el aumento de la Fructosa-2,6-bifosfato, disminuyendo la gluconeogénesis y aumentando la glucólisis.

Reacciones Irreversibles Comunes y Regulación Enzimática

Existen 3 reacciones irreversibles o no comunes en la glucólisis que, en orden inverso, utilizan otras enzimas en la gluconeogénesis. Sus enzimas actúan como limitantes, regulando el ciclo. El metabolismo de la glucosa está regulado de forma alostérica, mediante otras enzimas y hormonalmente.

Glucólisis (Reacciones Irreversibles)

1. Glucosa a Glucosa-6-fosfato: Cataliza la enzima Hexoquinasa. Se inhibe por aumento de concentración de G6P.
2. Fructosa-6-fosfato a Fructosa-1,6-bifosfato: Cataliza la enzima Fosfofructoquinasa 1 (PFK-1). Es la más importante. Se inhibe con ATP y citrato. Se activa con ADP, AMP y Fructosa-2,6-bifosfato.
3. Fosfoenolpiruvato a Piruvato: Cataliza la enzima Piruvato quinasa. Se inhibe con ATP, alanina, Acetil-CoA y ácidos grasos de cadena larga.

Las 7 reacciones restantes son reversibles y están catalizadas por enzimas glucolíticas. Se encuentran cerca del equilibrio y están limitadas por la disponibilidad de sustrato.

Gluconeogénesis (Reacciones Irreversibles)

1. Piruvato a Fosfoenolpiruvato: Requiere ingreso de energía libre.
   • Piruvato carboxilasa: Genera oxalacetato en matriz mitocondrial. Se activa con Acetil-CoA y se inhibe con ADP.
   • PEPCK: Cataliza la descarboxilación o fosforilación en el citosol celular. Se inhibe con ADP.
2. Fructosa-1,6-bifosfato a Fructosa-6-fosfato: Principal punto de control. Llevado a cabo por la enzima Fructosa-1,6-bifosfatasa. Se activa con citrato y ATP, y se inhibe con AMPc mediante la regulación de la Fructosa-2,6-bifosfato.
3. Glucosa-6-fosfato a Glucosa: Cataliza la enzima Glucosa-6-fosfatasa. Se activa con elevadas concentraciones de G6P.

Ruta de las Pentosas Fosfato: Fase Oxidativa

La ruta de las pentosas fosfato tiene una función anabólica más que catabólica. Se realiza en el citosol celular, en el mismo sitio que la glucólisis. Produce ribosa (en forma de R5P) y NADPH + H⁺ a partir de glucosa-6-fosfato, útiles para la síntesis de ácidos nucleicos y nucleótidos, y para la biosíntesis reductora.

Consta de dos fases: oxidativa (genera NADPH con poder reductor) y no oxidativa (otros destinos de las pentosas).

Fase Oxidativa

1. Se inicia con la G6P (obtenida por acción de la hexoquinasa o a partir de la glucogenólisis) que actúa como sustrato principal, generando NADPH + ribosa-5-fosfato.
2. Mediante reacciones oxidativas, se reduce el NADP⁺ a NADPH, catalizadas por G6P deshidrogenasa, 6-fosfogluconato deshidrogenasa y 6-fosfoglucolactonasa.
3. Resultado: 2 moles de NADPH, oxidación de 1 C a CO₂, y síntesis de 1 mol de pentosa fosfato.

Control de la Vía y Usos del NADPH

El control de la vía se realiza mediante la velocidad de reacción de la G6P deshidrogenasa, que produce NADPH. Una disminución de los niveles de NADPH aumentará la velocidad de reacción para mantener los niveles, y con ello aumentará la fase oxidativa. En algunos tejidos existe control hormonal.

Usos del NADPH + H⁺

Su principal función es antioxidante, ya que su poder reductor elimina radicales libres (como OH⁻) tóxicos para la célula.

1. Uso en la biosíntesis reductora (lípidos, hormonas lipídicas esteroideas).
2. Imprescindible para la acción detoxificante de la monooxigenasa del citocromo P450 mitocondrial.
3. Importante para la fagocitosis de bacterias en los leucocitos mediante la formación de NADPH-oxidasa, que forma un radical libre (ion superóxido) que ataca a la bacteria.
4. Síntesis de Óxido Nítrico: El NADPH es necesario para la acción de la NO sintasa (vasodilatador, mediador celular y neurotransmisor).
5. Para eliminar el H₂O₂ por acción de la glutatión peroxidasa (con ayuda del poder reductor del NADPH + H⁺).

Carencia de Glucosa-6-fosfato Deshidrogenasa

Debido a una alteración hereditaria en los genes que codifican esta enzima proteica, se produce una menor formación de NADPH en el eritrocito como agente antioxidante. Esto resulta en más radicales libres o agentes oxidantes que impiden la proliferación de la bacteria de la malaria, causando también la hemólisis del hematíe.

Desaminación Oxidativa de Aminoácidos

Es una vía metabólica de los aminoácidos (AA) libres a los que se sustrae un grupo amino. Estos se obtienen de dos formas:

1. Mediante la degradación de proteínas celulares.
2. Mediante la digestión de proteínas en el tubo digestivo.

En el estómago actúa la pepsina junto con la digestión mecánica y la degradación por HCl. En el intestino delgado actúan las enzimas pancreáticas (elastasa y tripsinas) y enzimas intestinales (peptidasas). Las proteínas se dividen en péptidos cada vez menores hasta aminoácidos para poder ser absorbidos en la pared del intestino, pasando a la circulación sistémica.

Transaminación y Destino del Nitrógeno

Tras la obtención del AA libre, este sufre Transaminación:

1. Transferencia del grupo amino: El grupo amino del AA se transfiere a un α-cetoácido (como α-cetoglutarato) para obtener glutamato como nuevo AA y el α-cetoácido del aminoácido primario, mediado por transaminasa.
2. Generación de Aspartato y Amoniaco: El glutamato transfiere otro grupo amino con acción de la glutamato deshidrogenasa al oxalacetato para formar aspartato y regenerar el cetoácido inicial junto con amoniaco.

Destino de los Productos Nitrogenados

• El Aspartato: Entra al ciclo de la urea donde cede su grupo amino y pasa a formar parte de la urea.
• El Amoniaco (NH₃): Se elimina parte vía renal en la orina, otra parte entra al ciclo de la urea en el hígado y otra se elimina en forma de ácido úrico.

Destino del Cetoácido (Esqueleto Carbonado)

El cetoácido (como el piruvato) será utilizado en:

• La gluconeogénesis para la síntesis de glucosa.
• Para la obtención de Acetil-CoA por el complejo piruvato deshidrogenasa en la matriz mitocondrial, que será utilizado por el ciclo del ácido cítrico para producir CO₂, FADH₂ y NADH.
• Para la formación de cuerpos cetónicos en la cetogénesis cuando se acumula Acetil-CoA debido a la falta de intermediario oxalacetato.

El fumarato se genera como intermediario en el ciclo de la urea, que por acción de la fumarasa y malato deshidrogenasa produce oxalacetato.

Los aminoácidos se degradan en las células eliminando el grupo α-amino. Se produce amoniaco (y α-cetoácido que se usa en transaminación). Parte irá a los riñones para formar parte de la orina, y otra fracción irá al hígado para realizar el ciclo de la urea. Ambos son formas de excretar el nitrógeno junto con el ácido úrico.

El aspartato se utiliza para adquirir el segundo átomo de N y producir argininosuccinato. La arginino succinasa produce arginina a partir de argininosuccinato. Se elimina una molécula de fumarato que, por la enzima fumarasa y malato deshidrogenasa, produce oxalacetato utilizado por la gluconeogénesis.

Transporte del Acetil-CoA a Través de la Membrana Mitocondrial

La membrana mitocondrial es impermeable al paso de Acetil-CoA, por lo que es necesario un transporte especializado. El Acetil-CoA se utiliza como sustrato en la biosíntesis de ácidos grasos en el citosol celular y en el ciclo del ácido cítrico en la matriz mitocondrial (en eucariotas).

Producción de Acetil-CoA

El Acetil-CoA es producido en:

1. La matriz mitocondrial mediante la β-oxidación de ácidos grasos.
2. Procede de la glucólisis de carbohidratos en forma de piruvato, que entra a la matriz. Una vez dentro, mediante descarboxilación oxidativa mediada por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, se genera Acetil-CoA + CO₂ + NADH.
3. También procede de la desaminación oxidativa de aminoácidos, donde el AA libre entra al ciclo de la urea, produce el intermediario fumarato que pasa a oxalacetato y este a piruvato para seguir la misma descarboxilación a Acetil-CoA.

Sistema de Transporte del Tricarboxilato

Es necesario el sistema de transporte del tricarboxilato que permite la salida al citosol del Acetil-CoA en forma de citrato:

1. Condensación en la Matriz: El Acetil-CoA se condensa con oxalacetato (intermediario del ciclo de Krebs) para formar citrato, mediada por la citrato sintasa.
2. Salida al Citosol: El citrato atraviesa la membrana mitocondrial y sale al citosol utilizando el transportador tricarboxilato, que lo intercambia por un grupo fosforilo o una molécula de malato que entra a la matriz.
3. Regeneración en el Citosol: El citrato se regenera a oxalacetato y Acetil-CoA en el citosol con la acción de la ATP-citrato liasa (consume ATP).
4. Reciclaje del Piruvato: El oxalacetato se convierte a malato con la acción de la malato deshidrogenasa citosólica (coenzima NADH), y mediante la enzima málica con reducción del NADP⁺ se genera de nuevo piruvato + CO₂ + NADPH. El piruvato entra de nuevo a la matriz mediante un transportador.
5. Reposición del Oxalacetato Mitocondrial: En la matriz, el piruvato se convierte en oxalacetato por acción de la piruvato carboxilasa (consumo de ATP y CO₂), reponiendo el oxalacetato. El malato que entró a la matriz se oxida por acción de la enzima malato deshidrogenasa mitocondrial (coenzima NAD⁺) que produce de nuevo oxalacetato y NADH reducido.

Transporte de Electrones del NADH (Sistemas Lanzadera)

El NADH se produce en el citosol de la célula (y en el ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial). Los electrones se adhieren al NAD⁺ (y al FAD) formando NADH para ser transportados al interior de la mitocondria con ayuda de sistemas lanzadera que oxidan el NADH para liberar los electrones.

Lanzadera Glicerofosfato

1. Citosol: La enzima 3-fosfoglicerol deshidrogenasa citosólica oxida el NADH (sale NAD⁺) reduciendo (cediendo electrones) la dihidroxiacetona fosfato, formando 3-fosfoglicerol, que atraviesa la membrana externa mitocondrial y entra al espacio intermembrana.
2. Espacio Intermembrana/Membrana Interna: La enzima 3-fosfoglicerol deshidrogenasa mitocondrial reduce el coenzima FAD a FADH₂ oxidando el 3-fosfoglicerol para formar dihidroxiacetona fosfato de nuevo, que retorna al citosol.
3. Cadena de Transporte: El FADH₂ se oxida y cede 2 electrones que entran a la matriz. La oxidación del FADH₂ provoca la reducción de CoQ en el espacio intermembrana, que es oxidado por el Complejo III para continuar el transporte de electrones al Citocromo C.

Lanzadera Malato-Aspartato

Mayor rendimiento debido a que se recupera directamente el NADH (utilizado en el Complejo I de la cadena respiratoria) en la matriz.

1. Citosol: La enzima malato deshidrogenasa citosólica oxida el NADH (sale NAD⁺) reduciendo (cediendo electrones) el oxalacetato a malato. El malato entra a la matriz mitocondrial por el transportador que lo intercambia por alfa-cetoglutarato.
2. Matriz Mitocondrial: La enzima malato deshidrogenasa mitocondrial oxida el malato cediendo los electrones al NAD⁺, que se reduce a NADH. Se produce de nuevo oxalacetato + NADH.
3. Conversión y Salida: El oxalacetato, mediante la aspartato aminotransferasa mitocondrial, produce aspartato, junto a la conversión del Glutamato por alfa-cetoglutarato.
4. Citosol: El aspartato sale al citosol por medio del transportador que lo intercambia por glutamato. En el citosol, el aspartato mediante la aspartato aminotransferasa citosólica recupera el oxalacetato.