Otras carreras Balance energético (cataboliso respiratorio de glúcidos)

[Pasteur]

Hola a todos y a todas.

Tengo una duda respecto al balance energético del catabolismo respiratorio de los glúcidos, ya que hoy mi profesora no se ha explicado muy bien y en el libro (ni en Internet) no lo pone muy claro.

GLUCÓLISIS:
1 glucosa $\to$ 2 piruvato + 2 ATP + 2 (NADH + H) + 2 H2O

CICLO DE KREBS:
2 piruvato $\to$ 2 GTP + 2 FADH2 + 6 CO2 + 8 (NADH + H)

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA:
??????????


¿Algún error, me equivoco en algo? ¿Cuál es el balance de cada fase y el balance total? ¿De dónde salen los 30 y pico ATP totales?

(El nucleótido GTP del Ciclo de Krebs equivale a ATP)
(En el título quise escribir catabolismo, pero me equivoqué con las prisas. Lástima que no se pueda editar)

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Re: Balance energético (cataboliso respiratorio de glúcidos)

Hola,

¡Qué recuerdos me trae esto! La verdad es que, si te lo explican mal, este proceso resulta de lo más confuso, pero, a pesar de su enorme complejidad, se le acaba pillando la idea. Llevo mucho tiempo sin hacer este tipo de cosas, imagínate, desde que terminé de dar este tema allá por febrero, así que lo tengo algo oxidado. De todas formas, procuraré darte algunas indicaciones a ver si te sirven.

Yo para el rendimiento energético del catabolismo aerobio de los glúcidos, solía coger la glucosa, ya que simplifica mucho y además, metiendo glucosa, el ciclo de Krebs se ve fácilmente.

Pues bien, como ya sabrás, lo que ocurre en primer lugar es la glucólisis. En este proceso, se obtienen:

$$\mathrm{C_6H_{12}O_6}\longrightarrow \mathrm{CH_3-CO-COOH}+2(\mathrm{NADH}+\mathrm{H^+})$$

Esas dos moléculas que te he puesto ahí, proporcionarán tres moléculas de ATP cada una, es decir, un total de seis, . Además, se obtienen otras dos moléculas de ATP en la reacción mediante la fosforilación a nivel de sustrato, es decir, un total de ocho.

Ahora, según veo, se te ha olvidado mencionar un paso bastante imporante, la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico, en la que:

$$\mathrm{CH_3-CO-COOH}\longrightarrow \mathrm{CH_3-CO-S-CoA}$$

En esta reacción el $\mathrm{NAD^+}$ pasa a $\mathrm{NADH+H^+}$ y la $\mathrm{CoASH}$ pasa a dióxido de carbono, si recuerdo bien. Por supuesto no te estoy poniendo los compuestos intermedios, que si glucosa-6-P, ácido 1-3-difosfoglicérico y no se cuántos más que ni me acuerdo.

Lo importante de la descarboxilación es que proporciona otras dos moléculas de $\mathrm{NADH+H^+}$ y cada uno de éstos, otras tres moléculas de ATP en la cadena respiratoria (eso ya sería forforilación oxidativa, no a nivel de sustrato). Un total, pues, de 6 ATP.

Con dos moléculas de la acetil-coA, se pueden realizar dos vueltas completas del ciclo de Krebs, en las que:

$$\left.\begin{aligned}<br /> 2\mathrm{(3 NADH+H^+)}\cdot 3\mathrm{ATP}&\longrightarrow \mathrm{18ATP}\\ 2(\mathrm{FADH_2})\cdot 2\mathrm{ATP}&\longrightarrow \mathrm{4ATP}\\ 2\mathrm{ATP}\longrightarrow 2\mathrm{ATP}\end{aligned}\right\}\quad \boxed{\boldsymbol{\mathrm{24ATP}}}$$

Por tanto, si sumamos estos 24 ATPs a los anteriores, que eran 14, obtenemos que el rendimiento energético, por cada mol de glucosa es de:

$$\boxed{\text{Rendimiento}=38\mathrm{ATP}}$$

Si ya estás muy interesado, puedes hacer una estimación de la energía que se obtendría por cada mol de glucosa, es:

$$\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\mathrm{O_2}\longrightarrow 6\mathrm{CO_2}+6\mathrm{H_2O} \quad \boxed{38\mathrm{ATP}\cdot 7\text{kcal/mol}=\boldsymbol{266\text{kcal/mol}}}$$

Ahí lo tienes. La verdad, es que esto es más complejo de lo que te he puesto. Me he saltado por toda la cara los compuestos intermedios, las coenzimas, y para ser puntilloso, he dicho que en el ciclo de Krebs se obtienen 2 ATP, cuando en realidad son 2 GTP que se transforman luego a ATP. También te digo, que hay una diferencia entre si la célula es eucariota o procariota, una diferencia de dos ATPs en la glucólisis, pues en eucariotas en vez de ocho se obtienen 6, de ahí que luego se obtengan 36 ATP.

No obstante, espero que ésto más o menos te sirva y veas cómo se transforman las cosas, que si por fosforilación a nivel de sustrato (eso en la glucólisis), que si los NADH se transforman en ATP por fosforilización oxidativa en la cadena respiratoria, etc etc.

Saludos,

[Pasteur]

Re: Balance energético (cataboliso respiratorio de glúcidos)

Muchas gracias, me ha quedad bastante más claro que antes.

No te preocupes por las enzimas, coenzimas y compuestos intermedios: lo tengo todo en mis apuntes.

Sin duda, se trata de un proceso muy complejo... espero que el anabolismo autótrofo (que es el tema que daré el mes que viene) no me depare los mismos dolores de cabeza.