Rutas Metabólicas de la Oxidación Completa de la Glucosa: Respiración Celular Aerobia

La respiración aerobia permite aprovechar toda la energía química almacenada en una molécula de glucosa. Esto es solo posible mediante su oxidación total en un conjunto de procesos químicos en los que se consume oxígeno y se libera dióxido de carbono. Este proceso recibe el nombre de respiración aerobia y consta de varias etapas sucesivas.

Etapas Principales de la Respiración Aerobia

1. Glucólisis: Tiene lugar en el citosol. En ella, la glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.
2. Descarboxilación Oxidativa del Ácido Pirúvico: Ocurre en la matriz mitocondrial y produce ácido acético en forma de acetil coenzima A (acetil-CoA).
3. Ciclo de Krebs: Se desarrolla también en la matriz. En este ciclo, el ácido acético es oxidado totalmente para formar CO₂.
4. Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa: Se produce en la cadena respiratoria localizada en la membrana mitocondrial interna. Los electrones liberados son transferidos hasta su aceptor final, que es el oxígeno molecular. La energía almacenada en las coenzimas (NADH y FADH₂) se libera para sintetizar ATP en la ATP sintasa de la membrana interna (fosforilación oxidativa).

Detalle de las Reacciones Intermedias

Descarboxilación Oxidativa del Ácido Pirúvico

El ácido pirúvico, procedente de la glucólisis, es transportado desde el citosol a la matriz de la mitocondria, donde experimenta la descarboxilación oxidativa. En este proceso:

• Pierde una molécula de CO₂.
• Es oxidado para formar ácido acético.
• El ácido acético se une a una molécula de coenzima A (HS-CoA) para formar acetil-CoA.

Este proceso es catalizado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa de la matriz. Los electrones liberados son recogidos por el NAD⁺, que se reduce para formar NADH.

Ciclo de Krebs

El Ciclo del Ácido Cítrico

El Ciclo de Krebs, conocido también como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es una serie de reacciones en la cual los dos átomos de carbono del acetil-CoA son oxidados completamente, formando dos moléculas de CO₂.

El acetil-CoA que inicia este ciclo puede proceder de la oxidación de la glucosa. Por cada molécula de ácido acético (aportada como acetil-CoA) que entra en el ciclo, se generan:

• Tres moléculas de NADH.
• Una molécula de FADH₂.
• Una molécula de GTP (equivalente energético al ATP).