Rutas Catabólicas Centrales: Producción de Energía (ATP) en el Metabolismo

CICLO DE KREBS (CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO)

Localización

Matriz Mitocondrial

Función

Producción de equivalentes de reducción NADH y FADH₂.

Rendimiento Energético y Resumen

El Acetil-CoA se degrada generando 3 NADH y 1 FADH₂. Estos equivalentes, en la Cadena de Transporte Electrónico Mitocondrial, producen aproximadamente 11 ATP, más 1 GTP que se transforma fácilmente en ATP.

Rendimiento Final por cada Acetil-CoA: 12 ATP

Naturaleza Anfibólica y Reacciones Anapleróticas

Algunos intermediarios del Ciclo de Krebs participan también en otras vías metabólicas. Para que el ciclo siga funcionando, es necesario Reponer el Oxalacetato. Este proceso se realiza mediante las REACCIONES ANAPLERÓTICAS.

Fines Metabólicos del Ciclo de Krebs

• Catabólicos: (Degradación de moléculas para producir energía).
• Anabólicos: (Síntesis de moléculas biológicas con gasto de energía).

Las Reacciones Anapleróticas proveen Intermediarios para las Reacciones de Biosíntesis.

GLUCÓLISIS

Localización

Citoplasma celular

Función

Conversión de la Glucosa en 2 moléculas de Piruvato con producción de energía. El piruvato puede destinarse a:

• Ciclo de Krebs: Producción de energía.
• Síntesis de otros compuestos.

Fases de la Glucólisis

1. Fase Preparatoria: Las hexosas se transforman en triosas-fosfato (triosas-P).
2. Fase de Rendimiento: Las triosas-P se transforman en Piruvato, generándose ATP.

OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS (BETA-OXIDACIÓN)

Se realiza a través de la β-Oxidación.

Localización

Mitocondrias

Función

Degradación de los Ácidos Grasos a Acetil-CoA.

Etapas Principales

1. Activación de los Ácidos Grasos.
2. Entrada de los Acil-CoA en las Mitocondrias (transporte por carnitina).
3. Reacciones de Degradación (β-Oxidación).

Mecanismo de la β-Oxidación

Consiste en la Eliminación progresiva de 2 átomos de Carbono (C) a partir del extremo carboxílico del Acil-CoA, generando Acetil-CoA.

Oxidación de Ácidos Grasos de Cadena Impar

Da lugar al final de la β-oxidación a Acetil-CoA y Propionil-CoA. El Propionil-CoA sufre transformaciones para las que se necesita la acción de la Vitamina B12. Tras estas transformaciones, el producto ingresa en el Ciclo de Krebs o en la Gluconeogénesis.

Oxidación de Ácidos Grasos Insaturados

Se necesitan la β-Oxidación y otros dos enzimas:

• Una Isomerasa.
• Una Epimerasa.

CUERPOS CETÓNICOS (CETOGÉNESIS)

Los Ácidos Grasos pueden degradarse parcialmente en el Hígado en una vía derivada de la β-Oxidación, produciendo compuestos conocidos como Cuerpos Cetónicos. Estos salen a la circulación sanguínea para ser utilizados por tejidos extrahepáticos como fuente de energía alternativa a la glucosa.