Respiración Aerobia: Etapas Esenciales del Metabolismo Energético Celular

Respiración Aerobia: Proceso Celular de Obtención de Energía

Los organismos eucariotas y una gran parte de los procariotas efectúan la respiración aerobia, en la que los electrones que se obtienen de la glucosa son cedidos al oxígeno. Este proceso se realiza mediante la participación de muchas reacciones encadenadas, de forma que los electrones de la glucosa se transfieren a ciertas coenzimas (NAD+, FAD). Estas, posteriormente, cederán los electrones a unos transportadores electrónicos, cuyo destino final es el oxígeno.

Consideraremos la respiración como el conjunto de procesos catabólicos que tienen lugar después de la glucólisis. Por lo tanto, la respiración aerobia, en el catabolismo de los glúcidos, es la oxidación total del producto final de la glucólisis, es decir, del piruvato. Este proceso se divide en las siguientes etapas:

1. Formación del Acetil-CoA

Para que la molécula de piruvato generada durante la glucólisis continúe su oxidación incorporándose al ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT), también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, debe sufrir previamente una reacción de descarboxilación oxidativa y convertirse en un resto acetilo en forma de acetil-CoA para poder incorporarse al ciclo de Krebs y ser oxidado hasta CO2 y H2O.

El piruvato es conducido desde el citoplasma celular hasta el interior de la mitocondria, uniéndose para ello a transportadores específicos que le permiten atravesar las dos membranas mitocondriales. Una vez en el interior de la mitocondria, se produce la descarboxilación oxidativa, que consta de dos etapas:

• Pérdida del grupo carboxilo en forma de CO2.
• Oxidación del grupo ceto a grupo carboxilo. La energía liberada en esta reacción queda atrapada en forma de enlace de alta energía entre el resto acetilo y la coenzima A, originándose acetil-CoA. Esta oxidación también genera una molécula de NADH.

2. Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT), es un conjunto cíclico de reacciones que resulta en la oxidación completa del acetil-CoA hasta CO2. Los electrones cedidos en esta oxidación son captados por las coenzimas NAD+ y FAD, liberando las correspondientes moléculas reducidas: NADH y FADH2.

El ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y desempeña las siguientes funciones:

• Obtención de poder reductor: NADH y FADH2.
• Obtención de precursores metabólicos.
• Obtención de energía en forma de GTP por fosforilación a nivel de sustrato.

El ciclo de Krebs es el núcleo del metabolismo intermediario. Algunos compuestos procedentes de otras rutas catabólicas se incorporan a este ciclo para su degradación. Por otra parte, algunas moléculas del ciclo de Krebs sirven como punto de partida para las rutas biosintéticas. Es, por consiguiente, una ruta anfibólica, lo que significa que resulta clave tanto en los procesos catabólicos como en los anabólicos.