Metabolismo anaerobio de la Glucosa
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La ruptura de la Glucosa en dos moléculas de Piruvato durante la glucólisis representa la primera etapa del metabolismo energético más usado por las células. En presencia de Oxígeno, el Piruvato se convertirá en Acetil-CoA y entrará al Ciclo de Krebs, se formará NADH y FADH2 que a su vez entrarán en la Cadena de Transporte de Electrones para generar ATP. Recordemos que el complejo IV de la Cadena de Transporte de Electrones entrega los electrones agotados de energía al Oxígeno (el aceptor final de electrones).
Por otro lado, cuando se agota el Oxígeno (por ejemplo durante una actividad muscular intensa) no hay quien reciba esos electrones, así que el complejo VI detiene su actividad y no recibe electrones del Citocromo C, que a su vez no los acepta del complejo III y así sucesivamente, de tal forma toda la Cadena de Transporte de Electrones detiene su actividad y no acepta los electrones del NADH y FADH2 provenientes del Ciclo de Krebs, que también se bloquea. Bajo estas condiciones, el Piruvato no puede convertirse en Acetil-CoA y comienza a acumularse.
Para que la Glucólisis se lleve a cabo es necesaria la presencia de NAD+ en la sexta reacción (gliceraldehído-3-fosfato ---> 1,3-bisfosfoglicerato), sin embargo, la cantidad de NAD+ disponible en la célula es muy baja por lo que se agota muy rápido y es necesario regenerarlo a partir de NADH. Normalmente el NADH lleva los electrones de alta energía a la Cadena de Transporte de Electrones, pero en condiciones anaerobias (sin Oxígeno) esto no es posible. Es prioridad para la célula llevar esos electrones desde el NADH hasta alguna molécula que los pueda aceptar, y la única disponible para eso es el Piruvato acumulado. La enzima que lleva a cabo esa reacción es la Lactato Deshidrogenasa (Número EC 1.1.1.27).
De esta manera el Piruvato se convierte en Lactato y el NADH en NAD+, disponible nuevamente para la Glucólisis. La célula obtiene ATP y puede cubrir sus necesidades energéticas más importantes mientras el Lactato producido es eliminado por la célula, acumulándose y disminuyendo el pH extracelular. Este mecanismo se conoce como fermentación láctica.
En el cuerpo humano, la acumulación de ácido láctico (la forma ácida del Lactato) conlleva otro problema pues comienza a acidificar los tejidos y a disminuir la actividad metabólica del músculo, generando lo que se conoce como fatiga muscular por ejercicio intenso. Conforme pasa el tiempo, el ácido láctico acumulado cristaliza en los músculos y genera dolor en el momento de la contracción.
Para eliminar el ácido láctico se debe realizar actividad física moderada acompañada de una respiración profunda para recuperar los niveles de oxígeno necesarios para activar el metabolismo aerobio. El ácido láctico se convertirá en Piruvato y podrá entrar en el Ciclo de Krebs para ser oxidado completamente y obtener energía a partir de él.
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La ruptura de la Glucosa en dos moléculas de Piruvato durante la glucólisis representa la primera etapa del metabolismo energético más usado por las células. En presencia de Oxígeno, el Piruvato se convertirá en Acetil-CoA y entrará al Ciclo de Krebs, se formará NADH y FADH2 que a su vez entrarán en la Cadena de Transporte de Electrones para generar ATP. Recordemos que el complejo IV de la Cadena de Transporte de Electrones entrega los electrones agotados de energía al Oxígeno (el aceptor final de electrones).
Por otro lado, cuando se agota el Oxígeno (por ejemplo durante una actividad muscular intensa) no hay quien reciba esos electrones, así que el complejo VI detiene su actividad y no recibe electrones del Citocromo C, que a su vez no los acepta del complejo III y así sucesivamente, de tal forma toda la Cadena de Transporte de Electrones detiene su actividad y no acepta los electrones del NADH y FADH2 provenientes del Ciclo de Krebs, que también se bloquea. Bajo estas condiciones, el Piruvato no puede convertirse en Acetil-CoA y comienza a acumularse.
Para que la Glucólisis se lleve a cabo es necesaria la presencia de NAD+ en la sexta reacción (gliceraldehído-3-fosfato ---> 1,3-bisfosfoglicerato), sin embargo, la cantidad de NAD+ disponible en la célula es muy baja por lo que se agota muy rápido y es necesario regenerarlo a partir de NADH. Normalmente el NADH lleva los electrones de alta energía a la Cadena de Transporte de Electrones, pero en condiciones anaerobias (sin Oxígeno) esto no es posible. Es prioridad para la célula llevar esos electrones desde el NADH hasta alguna molécula que los pueda aceptar, y la única disponible para eso es el Piruvato acumulado. La enzima que lleva a cabo esa reacción es la Lactato Deshidrogenasa (Número EC 1.1.1.27).
De esta manera el Piruvato se convierte en Lactato y el NADH en NAD+, disponible nuevamente para la Glucólisis. La célula obtiene ATP y puede cubrir sus necesidades energéticas más importantes mientras el Lactato producido es eliminado por la célula, acumulándose y disminuyendo el pH extracelular. Este mecanismo se conoce como fermentación láctica.
En el cuerpo humano, la acumulación de ácido láctico (la forma ácida del Lactato) conlleva otro problema pues comienza a acidificar los tejidos y a disminuir la actividad metabólica del músculo, generando lo que se conoce como fatiga muscular por ejercicio intenso. Conforme pasa el tiempo, el ácido láctico acumulado cristaliza en los músculos y genera dolor en el momento de la contracción.
Para eliminar el ácido láctico se debe realizar actividad física moderada acompañada de una respiración profunda para recuperar los niveles de oxígeno necesarios para activar el metabolismo aerobio. El ácido láctico se convertirá en Piruvato y podrá entrar en el Ciclo de Krebs para ser oxidado completamente y obtener energía a partir de él.
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