Oxidación de ácidos grasos, fosforilación oxidativa y fermentaciones

Resumen

El texto explica cómo los ácidos grasos y el glicerol de las grasas se utilizan como fuente de energía, describiendo la hidrólisis de triglicéridos y la beta-oxidación en la mitocondria y los peroxisomas. También recoge la fosforilación oxidativa según la teoría quimiosmótica y los procesos fermentativos que obtienen energía sin oxígeno.

Puntos clave

Las lipasas hidrolizan los triglicéridos en glicerol y ácidos grasos en el citoplasma.
El glicerol se fosforila a gliceraldehído-3P, que se incorpora a la glucólisis.
Antes de oxidarse, los ácidos grasos se activan uniéndose a la coenzima A, con gasto de 2 ATP.
La beta-oxidación ocurre en la matriz mitocondrial y en los peroxisomas, y la carnitina participa en el transporte a través de la membrana interna mitocondrial.
En la fosforilación oxidativa, el gradiente de protones generado en el espacio intermembrana impulsa la ATP-sintasa para sintetizar ATP.
Las fermentaciones son procesos de oxidación parcial sin oxígeno, en los que un compuesto orgánico actúa como aceptor final de electrones y regenera el NAD+.

Ponte a prueba

La oxidación de los ácidos grasos: Los ácidos grasos son moléculas que suponen importantes depósitos de energía. El acontecimiento inicial en su utilización tiene lugar en el citoplasma, que consiste en la hidrólisis de los triglicéridos por acción de las lipasas, originándose glicerol y los correspondientes ácidos grasos. El glicerol resultante se fosforila a gliceraldehído-3P, que es un intermediario que se incorpora directamente a la vía glucolítica.

Beta-oxidación de ácidos grasos: Antes de ser oxidados, los ácidos grasos se activan (esto gasta 2 ATP) en la membrana mitocondrial externa uniéndose a la coenzima A, en una reacción catalizada por la acil-CoA sintetasa. El catabolismo de los ácidos grasos tiene lugar en la matriz mitocondrial y en los peroxisomas. Recibe el nombre de beta-oxidación. En el mecanismo de transporte de los ácidos grasos activados a través de la membrana interna mitocondrial, interviene la carnitina.

Fosforilación oxidativa: La fosforilación oxidativa es el proceso mediante el cual se genera ATP en las crestas mitocondriales, gracias a la energía liberada por el transporte de electrones en la cadena respiratoria. Según la teoría quimiosmótica de Mitchell, el bombeo de protones al espacio intermembrana crea un gradiente electroquímico. Dado que la membrana mitocondrial es impermeable a los protones, estos regresan a la matriz a través de la ATP-sintasa, que utiliza ese flujo para sintetizar ATP.

Fermentaciones: Las fermentaciones de la glucosa y de otros compuestos orgánicos son procesos metabólicos de oxidación parcial que no necesitan oxígeno. En ellas, el aceptor final de los electrones producidos en la glucólisis es una molécula orgánica. En condiciones anaerobias, los seres vivos pueden obtener energía a través de la glucólisis, ya que no requiere oxígeno. Sin embargo, la glucólisis necesita la presencia de NAD⁺. En ausencia de oxígeno, el NAD⁺ se regenera principalmente mediante las fermentaciones, siendo el aceptor final de electrones una molécula orgánica.

Organismos anaeróbicos: Los organismos anaeróbicos estrictos son aquellos que no pueden utilizar oxígeno para obtener energía. Otros seres vivos que utilizan la fermentación como fuente de energía son los anaerobios facultativos, que pueden respirar o fermentar dependiendo de las condiciones del medio. Existen diferentes tipos de fermentación:

Fermentación alcohólica: produce etanol y dióxido de carbono.
Fermentación láctica: produce ácido láctico.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la beta-oxidación de los ácidos grasos?

Es el catabolismo de los ácidos grasos que tiene lugar en la matriz mitocondrial y en los peroxisomas. Previamente, los ácidos grasos se activan uniéndose a la coenzima A.

¿Qué papel tiene la carnitina?

Interviene en el mecanismo de transporte de los ácidos grasos activados a través de la membrana interna mitocondrial.

¿Por qué las fermentaciones son necesarias en condiciones anaerobias?

Porque la glucólisis necesita NAD+, y en ausencia de oxígeno este se regenera principalmente mediante las fermentaciones, cuyo aceptor final de electrones es una molécula orgánica.