sábado, 2 de mayo de 2009
ENERGIA CELULAR
¿Has pensado alguna vez qué es lo que hace que puedas estudiar, correr o saltar? Es la energía que nos aportan los alimentos y el oxígeno del aire la que consumimos en todas las actividades que realizamos, por eso necesitamos respirar y comer, para reponerla. Llamamos energía a la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo o provocar un cambio. Sin energía no habría Sol, ni plantas, ni animales, nada…, ni sería posible la vida. La energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma: cambia de forma cuando ocurre algún acontecimiento físico o químico. En los seres vivos, al conjunto de procesos físicos y químicos mediante los cuales se transforma y utiliza la energía de los alimentos se le llama metabolismo.
LA CELULA
¡Cuántas veces has jugado con construcciones y has hecho una casa con muchas piezas! Cada pieza es la unidad de tu construcción, o lo que es lo mismo, es el elemento más pequeño que has utilizado. Los seres vivos también están formados por pequeñas unidades, las células, y ¡lo que es más sorprendente es que cada unidad, cada célula, tiene vida propia! La célula es el elemento más pequeño que está vivo.
¿Has pensado alguna vez qué necesitas para estar vivo? Nuestro cuerpo para vivir utiliza energía y necesita respirar, alimentarse y deshacerse de algunas sustancias. Además, estar vivo significa también que crecemos y podemos tener hijos. Todo esto es lo que llamamos los procesos de la vida. La célula está viva porque en ella ocurren también estos procesos. En el interior de las células tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. La célula obtiene energía a partir de sus alimentos y elimina las sustancias que no necesita. Responde a los cambios que ocurren en el ambiente y puede reproducirse dividiéndose y formando células hijas. Por lo tanto, la célula está viva. En la célula hay varias estructuras muy importantes: la membrana celular o plasmática, el núcleo y el citoplasma. Imagina un huevo, la cáscara podría recordar a la membrana celular, la clara al citoplasma y la yema al núcleo.
• La membrana celular o plasmática es la cubierta que rodea la célula y la protege del medio exterior. Esta membrana solo deja entrar algunas sustancias al interior de la célula, como el agua, el oxígeno, o los alimentos. La membrana celular también controla cuáles pueden salir al exterior, como los materiales de desecho y algunos productos elaborados por la célula. ¡La membrana celular es como un filtro!
• El citoplasma ocupa la mayor parte del interior de la célula; es la parte de la célula situada entre la membrana y el núcleo. El citoplasma es una sustancia transparente y algo viscosa. Tiene un aspecto gelatinoso y está formado sobre todo por agua y proteínas. Dentro del citoplasma hay otras estructuras, llamadas orgánulos, que son los encargados de realizar las actividades necesarias para el funcionamiento de la célula.
• El núcleo está en el interior del citoplasma y su forma es más o menos redondeada. El núcleo funciona como una torre de control que dirige y ordena todo lo que ocurre dentro de la célula; es “su cerebro”. En su interior hay una sustancia, el material genético, que contiene toda la información necesaria para que la célula funcione, como planos con instrucciones en los que están escritas las características y la forma de actuar de cada célula. Esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de sus propias características a sus descendientes. El núcleo está rodeado por una cubierta que lo separa del citoplasma, la membrana nuclear. Para que en el interior de la célula se puedan llevar a cabo todos los procesos de la vida existen toda una serie de estructuras especiales, como pequeños órganos, que se llaman orgánulos. Los orgánulos están en el citoplasma. Cada orgánulo está encargado de realizar una función distinta como producir, transportar o eliminar sustancias, o generar energía. Las mitocondrias, las vacuolas, los lisosomas, el aparato de Golgi, los ribosomas, el retículo endoplasmático liso y el retículo endoplasmático rugoso son orgánulos.
• Los ribosomas tienen forma redondeada y son pequeñas fábricas donde se producen proteínas. Pueden estar libres en el citoplasma o pegados a las paredes del retículo endoplasmático rugoso.
• El retículo endoplasmático liso y el retículo endoplasmático rugoso transportan sustancias de una parte a otra de la célula.
• La estructura del aparato de Golgi recuerda a la del retículo endoplasmático. A él llegan productos elaborados por el retículo endoplasmático rugoso. En su interior estas sustancias se modifican. Por lo tanto, el aparato de Golgi interviene en la producción, almacenamiento y transporte de determinadas sustancias.
• Los lisosomas son las encargadas de realizar la digestión de determinadas sustancias. Es decir, en los lisosomas se rompen los alimentos de la célula en partes más pequeñas para que esta pueda utilizarlas.
• Las mitocondrias
En los organismos heterótrofos, las mitocondrias son fundamentales para la obtención de la energía.
Son organelos de forma elíptica, están delimitados por dos membranas, una externa y lisa, y otra interna, que presenta pliegues, capaces de aumentar la superficie en el interior de la mitocondria. Poseen su propio material genético llamado DNA mitocondrial.
La función de la mitocondria es producir la mayor cantidad de energía útil para el trabajo que debe realizar la célula. Con ese fin, utiliza la energía contenida en ciertas moléculas. Por ejemplo, tenemos el caso de la glucosa.
Esta molécula se transforma primero en el citoplasma y posteriormente en el interior de la mitocondria, hasta CO2 (anhídrido carbónico), H2O (agua) y energía. Esta energía no es ocupada directamente, sino que se almacena en una molécula especial llamada ATP (adenosin trifosfato).
El ATP se difunde hacia el citoplasma para ser ocupado en las distintas reacciones en las cuales se requiere de energía. Al liberar la energía, el ATP queda como ADP (adenosin difosfato), el cual vuelve a la mitocondria para transformarse nuevamente en ATP.
La formación del ATP puede representarse mediante la siguiente reacción química:
Energía
ADP + P + ----------------> ATP (P = fosfato)
Esta reacción permite almacenar la energía.
En tanto, el proceso inverso, de liberación de energía, es:
ATP ----------------> ADP + P + Energía
¿DE DONDE SE OBTIENE LA ENERGIA PARA REALIZAR LAS ACTIVIDADES DIARIAS?
El ser humano obtiene la energía de los alimento, los alimento ricos en carbohidratos son la principal fuente de energía, de estos alimento mas oxigeno genera una energía llamada ATP (Adenosín trifosfato). Y obviamente los seres vivos necesitan energía para desempeñar sus funciones vitales.
El cuerpo humano posee unos cincuenta billones de células. Éstas se agrupan en tejidos, los cuales se organizan en órganos, y éstos en ocho aparatos o sistemas: locomotor (muscular y óseo), respiratorio, digestivo, excretor, circulatorio, endocrino, nervioso y reproductor. Sus elementos constitutivos son fundamentalmente el Carbono (C), Hidrógeno (N) Oxígeno (O) y Nitrógeno (N), presentándose otros muchos elementos en proporciones más bajas. Estos átomos se unen entre sí para formar moléculas, ya sean inorgánicas como el agua (el constituyente más abundante de nuestro organismo, dibujo de la derecha) u orgánicas como los glúcidos, lípidos, proteínas... Pero la vida que alberga estos átomos y moléculas reunidos con un propósito concreto, convierten al ser humano y a cualquier ser vivo en una extraordinaria máquina compleja, analizable desde cualquier nivel: bioquímico, citológico, histológico, anatómico...
El cuerpo humano posee unos cincuenta billones de células. Éstas se agrupan en tejidos, los cuales se organizan en órganos, y éstos en ocho aparatos o sistemas: locomotor (muscular y óseo), respiratorio, digestivo, excretor, circulatorio, endocrino, nervioso y reproductor. Sus elementos constitutivos son fundamentalmente el Carbono (C), Hidrógeno (N) Oxígeno (O) y Nitrógeno (N), presentándose otros muchos elementos en proporciones más bajas. Estos átomos se unen entre sí para formar moléculas, ya sean inorgánicas como el agua (el constituyente más abundante de nuestro organismo, dibujo de la derecha) u orgánicas como los glúcidos, lípidos, proteínas... Pero la vida que alberga estos átomos y moléculas reunidos con un propósito concreto, convierten al ser humano y a cualquier ser vivo en una extraordinaria máquina compleja, analizable desde cualquier nivel: bioquímico, citológico, histológico, anatómico...
ADENOSINA TRIFOSFATO
ATP
Es una molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades. El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos (glucólisis) en unos orgánulos especiales de la célula llamados mitocondrias. El ATP se comporta como una coenzima, ya que su función de intercambio de energía y la función catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente relacionadas. La parte adenosina de la molécula está constituida por adenina, un compuesto que contiene nitrógeno (también uno de los componentes principales de los genes) y ribosa, un azúcar de cinco carbonos. Cada unidad de los tres fosfatos (trifosfato) que tiene la molécula, está formada por un átomo de fósforo y cuatro de oxígeno y el conjunto está unido a la ribosa a través de uno de estos últimos. Los dos puentes entre los grupos fosfato son uniones de alta energía, es decir, son relativamente débiles y cuando las enzimas los rompen ceden su energía con facilidad. Con la liberación del grupo fosfato del final se obtiene siete kilocalorías de energía disponible para el trabajo y la molécula de ATP se convierte en ADP (difosfato de adenosina). La mayoría de las reacciones celulares que consumen energía están potenciadas por la conversión de ATP a ADP, incluso la transmisión de las señales nerviosas, el movimiento de los músculos, la síntesis de proteínas y la división de la célula. Por lo general, el ADP recupera con rapidez la tercera unidad de fosfato a través de la reacción del citocromo, una proteína que se sintetiza utilizando la energía aportada por los alimentos. En las células del músculo y del cerebro de los vertebrados, el exceso de ATP puede unirse a la creatina, proporcionando un depósito de energía de reserva.
Es una molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades. El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos (glucólisis) en unos orgánulos especiales de la célula llamados mitocondrias. El ATP se comporta como una coenzima, ya que su función de intercambio de energía y la función catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente relacionadas. La parte adenosina de la molécula está constituida por adenina, un compuesto que contiene nitrógeno (también uno de los componentes principales de los genes) y ribosa, un azúcar de cinco carbonos. Cada unidad de los tres fosfatos (trifosfato) que tiene la molécula, está formada por un átomo de fósforo y cuatro de oxígeno y el conjunto está unido a la ribosa a través de uno de estos últimos. Los dos puentes entre los grupos fosfato son uniones de alta energía, es decir, son relativamente débiles y cuando las enzimas los rompen ceden su energía con facilidad. Con la liberación del grupo fosfato del final se obtiene siete kilocalorías de energía disponible para el trabajo y la molécula de ATP se convierte en ADP (difosfato de adenosina). La mayoría de las reacciones celulares que consumen energía están potenciadas por la conversión de ATP a ADP, incluso la transmisión de las señales nerviosas, el movimiento de los músculos, la síntesis de proteínas y la división de la célula. Por lo general, el ADP recupera con rapidez la tercera unidad de fosfato a través de la reacción del citocromo, una proteína que se sintetiza utilizando la energía aportada por los alimentos. En las células del músculo y del cerebro de los vertebrados, el exceso de ATP puede unirse a la creatina, proporcionando un depósito de energía de reserva.
ENERGÍA MUSCULAR
PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA. Imaginemos un coche que precisa de combustible para funcionar, si en su depósito no hay gasolina no funcionará; y si hay poca funcionará un tiempo determinado, pero terminará parándose. Así pues, para que el coche no se detenga es necesario rellenar el depósito con cierta frecuencia, a medida que se va agotando. La gasolina se obtiene del petróleo, pero esto no quiere decir que si le echamos petróleo al depósito el coche pueda funcionar.
Nuestro cuerpo es una máquina que necesita para su funcionamiento un combustible especial, que se conoce con el nombre de ATP (adenosín trifosfato), que no es más que una molécula compuesta por tres sustancias: adenina, ribosa y tres moléculas de fosfato, al romperse sus enlaces desprende la energía que precisa el músculo para poder funcionar. Cada vez que se rompe un enlace (flecha azul en el esquema) se desprende energía, la molécula se va degradando de forma paulatina, como se ve en la imagen, pasando por otros compuestos más sencillos: ADP (adenosín difosfato) y AMP (adenosín monofosfato).
El desgaste de los niveles de ATP es mayor cuanto más elevada es la intensidad y duración de la contracción, por lo tanto un corredor de velocidad agotará más rápidamente el ATP que un corredor de maratón, porque las contracciones del primero son mucho más intensas.
Uno de los problemas fundamentales del músculo es el poder disponer rápidamente de grandes cantidades de energía, para poder sustituir el ATP que va utilizando. Dicho de otro modo, los depósitos deben irse rellenando al tiempo que se vacían ya que, de lo contrario, el músculo no podría seguir trabajando. Este fenónemo de restitución del ATP es posible gracias a las vías de obtención de energía. Volviendo al símil del coche, de la misma forma que la gasolina se obtiene del petróleo, el ATP se obtiene de los alimentos. Por lo tanto, es importante desechar la idea de que los hidratos de carbono, las proteínas o las grasas son utilizados directamente por el músculo. Estos, gracias a una serie de procesos y reacciones químicas, terminan todos ellos en la sustancia final, ATP, la auténtica "gasolina muscular".
VÍAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA O DE ATP. Las reservas de ATP son muy escasas en la célula muscular, por lo que no es posible mantenerse a sus expensas más allá de las etapas iníciales de 4 a 6 segundos (dependiendo de las características individuales). El ATP inicial solamente supone una posibilidad energética de poner en marcha el movimiento "motor de arranque". Así pues, para proseguir la actividad, será preciso que este ATP se pueda regenerar y restituir constantemente.
Para que se produzca la restitución y se origine la reversibilidad de la reacción, se precisa una energía adicional que proviene de los sustratos alimenticios, a través de esos mecanismos conocidos como las vías de obtención de energía que metabolizan estos sustratos reproduciendo las moléculas de ATP. Estas vías son tres:
- Vía anaeróbica galáctica.
- Vía anaeróbica láctica.
- Vía aeróbica.
Todas ellas trabajan de forma simultánea, aunque ejercen predominio unas sobre otras en función de la duración e intensidad del ejercicio.
VÍA ANAERÓBICA ALÁCTICA. Lleva el nombre de anaeróbica porque todas las reacciones se producen sin oxígeno o con cantidad insuficiente. Es de efecto prácticamente inmediato. Sus principales características son:
- Se produce a través del fosfágeno o fosfocreatina (PCr) que están presente en el músculo.
- Es de efecto inmediato.
- Permite realizar esfuerzos de máxima intensidad.
- Sus reservas son escasas y se agotan a los 10-15 segundos, siempre que se trate de esfuerzos de muy alta intensidad.
VÍA ANAERÓBICA LÁCTICA. El proceso de esta vía es que el permite generar moléculas de ATP utilizando la glucosa y sin presencia de oxígeno en las reacciones. Dicha glucosa, tras una serie de procesos químicos va a producir el ácido láctico que inmediatamente se convierte en lactato. La cantidad de ATP que puede ser liberado mediante esta vía es relativamente baja. Sus principales características son:
- Utiliza única y exclusivamente los hidratos de carbono.
- Implica acumulación de lactato que pueden provocar la interrupción del esfuerzo.
- El consumo de sustratos es desproporcionado con respecto a la energía producida (demasiado gasto para poco beneficio).
- Predomina sobre el metabolismo aeróbico cuando la intensidad ejercida reclama más ATP que el producido por los procesos aeróbicos.
VÍA AERÓBICA. Utiliza la totalidad de los sustratos mediante el proceso de oxidación. Tanto los hidratos de carbono, como las grasas o las proteínas, tras una serie de transformaciones, terminan en una sustancia común, el Acetil Coa, que entrando en un proceso (ciclo de krebs) produce grandes cantidades de ATP. Por lo tanto resulta la vía más económica y rentable. Sus principales características son:
- Produce un elevado rendimiento energético.
- Utiliza todos los sustratos alimenticios.
- Sus productos de desecho (agua y dióxido de carbono) no son nocivos y sí fácilmente eliminables.
- Para ponerse en funcionamiento pleno es preciso que transcurra un tiempo relativamente largo.
- Deben asegurarse una cantidad suficiente de oxígeno y sustratos con antelación.
Nuestro cuerpo es una máquina que necesita para su funcionamiento un combustible especial, que se conoce con el nombre de ATP (adenosín trifosfato), que no es más que una molécula compuesta por tres sustancias: adenina, ribosa y tres moléculas de fosfato, al romperse sus enlaces desprende la energía que precisa el músculo para poder funcionar. Cada vez que se rompe un enlace (flecha azul en el esquema) se desprende energía, la molécula se va degradando de forma paulatina, como se ve en la imagen, pasando por otros compuestos más sencillos: ADP (adenosín difosfato) y AMP (adenosín monofosfato).
El desgaste de los niveles de ATP es mayor cuanto más elevada es la intensidad y duración de la contracción, por lo tanto un corredor de velocidad agotará más rápidamente el ATP que un corredor de maratón, porque las contracciones del primero son mucho más intensas.
Uno de los problemas fundamentales del músculo es el poder disponer rápidamente de grandes cantidades de energía, para poder sustituir el ATP que va utilizando. Dicho de otro modo, los depósitos deben irse rellenando al tiempo que se vacían ya que, de lo contrario, el músculo no podría seguir trabajando. Este fenónemo de restitución del ATP es posible gracias a las vías de obtención de energía. Volviendo al símil del coche, de la misma forma que la gasolina se obtiene del petróleo, el ATP se obtiene de los alimentos. Por lo tanto, es importante desechar la idea de que los hidratos de carbono, las proteínas o las grasas son utilizados directamente por el músculo. Estos, gracias a una serie de procesos y reacciones químicas, terminan todos ellos en la sustancia final, ATP, la auténtica "gasolina muscular".
VÍAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA O DE ATP. Las reservas de ATP son muy escasas en la célula muscular, por lo que no es posible mantenerse a sus expensas más allá de las etapas iníciales de 4 a 6 segundos (dependiendo de las características individuales). El ATP inicial solamente supone una posibilidad energética de poner en marcha el movimiento "motor de arranque". Así pues, para proseguir la actividad, será preciso que este ATP se pueda regenerar y restituir constantemente.
Para que se produzca la restitución y se origine la reversibilidad de la reacción, se precisa una energía adicional que proviene de los sustratos alimenticios, a través de esos mecanismos conocidos como las vías de obtención de energía que metabolizan estos sustratos reproduciendo las moléculas de ATP. Estas vías son tres:
- Vía anaeróbica galáctica.
- Vía anaeróbica láctica.
- Vía aeróbica.
Todas ellas trabajan de forma simultánea, aunque ejercen predominio unas sobre otras en función de la duración e intensidad del ejercicio.
VÍA ANAERÓBICA ALÁCTICA. Lleva el nombre de anaeróbica porque todas las reacciones se producen sin oxígeno o con cantidad insuficiente. Es de efecto prácticamente inmediato. Sus principales características son:
- Se produce a través del fosfágeno o fosfocreatina (PCr) que están presente en el músculo.
- Es de efecto inmediato.
- Permite realizar esfuerzos de máxima intensidad.
- Sus reservas son escasas y se agotan a los 10-15 segundos, siempre que se trate de esfuerzos de muy alta intensidad.
VÍA ANAERÓBICA LÁCTICA. El proceso de esta vía es que el permite generar moléculas de ATP utilizando la glucosa y sin presencia de oxígeno en las reacciones. Dicha glucosa, tras una serie de procesos químicos va a producir el ácido láctico que inmediatamente se convierte en lactato. La cantidad de ATP que puede ser liberado mediante esta vía es relativamente baja. Sus principales características son:
- Utiliza única y exclusivamente los hidratos de carbono.
- Implica acumulación de lactato que pueden provocar la interrupción del esfuerzo.
- El consumo de sustratos es desproporcionado con respecto a la energía producida (demasiado gasto para poco beneficio).
- Predomina sobre el metabolismo aeróbico cuando la intensidad ejercida reclama más ATP que el producido por los procesos aeróbicos.
VÍA AERÓBICA. Utiliza la totalidad de los sustratos mediante el proceso de oxidación. Tanto los hidratos de carbono, como las grasas o las proteínas, tras una serie de transformaciones, terminan en una sustancia común, el Acetil Coa, que entrando en un proceso (ciclo de krebs) produce grandes cantidades de ATP. Por lo tanto resulta la vía más económica y rentable. Sus principales características son:
- Produce un elevado rendimiento energético.
- Utiliza todos los sustratos alimenticios.
- Sus productos de desecho (agua y dióxido de carbono) no son nocivos y sí fácilmente eliminables.
- Para ponerse en funcionamiento pleno es preciso que transcurra un tiempo relativamente largo.
- Deben asegurarse una cantidad suficiente de oxígeno y sustratos con antelación.
VIAS ENERGETICAS OXIDATIVAS: Tanto la glucosa como los ácidos grasos pueden metabolizarse en presencia de oxigeno para producir energía mediante un complejo proceso oxidativo. Cuando se utiliza el mecanismo oxidativo, pueden obtener 38 moléculas de ATP por lo que este mecanismo resulta 19 veces más eficiente que el de la glucosis anaeróbica. Las grasas proveen más energía por gramos que los carbohidratos, pero la oxidación de las grasas requieren más oxigeno, que la de los carbohidratos. Los hidratos de carbono son el combustible preferido en los ejercicios de alta intensidad.
OXIDACION DE LOS CARBOHIDRATOS: Los hidratos de carbono se depositan en el organismo en forma de glucógeno en los músculos y en el hígado. El glucógeno pasa a la sangre en forma de glucosa que al degradarse, produce 4.1 kcal/g. Las grasas e n forma de ácidos grasos libres proporcionan 9.3kcal/g, mientras que las proteínas en forma de aminoácidos producen 4.1kcal/g. La oxidación de los carbohidratos implica la puesta en marcha de diferentes reacciones químicas que completan los procesos de la glucolisis el ciclo de creps la cadena transportadora de electrones o cadena respiratoria mitocondrial. Resultado final de estos procesos será de 38 o 34 moléculas de ATP.
OXIDACION DE LAS GRASAS: La oxidación de las grasas comienza de beta-oxidación de los ácidos grasos libres y, a continuación, sigue el mismo camino que la oxidación que los carbohidratos. La energía producida por la oxidación de un acido graso varía en función de la composición química del acido graso oxidado, pero normalmente es mayor que energía obtenida por la oxidación de una molécula de glucosa.
OXIDACION DE LAS PROTEINAS: La oxidación de las proteínas es un proceso muy complejo porque sus componentes, los aminoácidos, contienen nitrógeno el cual no puede ser oxidado. Las proteínas apenas contribuyen en la producción de energía, salvo en situaciones extremas en las que los otros sustratos energéticos se encuentran agotados.
ENERGIA TOTAL OBTENIDA EN LA RESPIRACION
Energía total
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta de estos 2 NADH a 4 ATP, esto depende del cotransporte utilizado.
La glucólisis produce dos moléculas de ATP directamente y dos moléculas de NADH.
La conversión de ácido pirúvico en acetil CoA, que ocurre dentro de la mitocondria, produce dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa y rinde, de esta forma, seis moléculas de ATP.
El ciclo de Krebs, que también se desarrolla dentro de la mitocondria, produce dos moléculas de ATP, seis de NADH y dos de FADH2, o un total de 24 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
La producción total a partir de una molécula de glucosa es un máximo de 38 moléculas de ATP.
El cambio de energía libre que ocurre durante la glucólisis y la respiración es -686 kilocalorías por mol.
Aproximadamente 266 kilocalorías por mol (7 kilocalorías por cada uno de los 38 moles de ATP) han sido capturadas en los enlaces fosfatos de las moléculas de ATP, que equivale a una eficiencia de casi un 40 por ciento.
Las moléculas de ATP, una vez formadas, son exportadas a través de la membrana de la mitocondria por un sistema de cotransporte que al mismo tiempo ingresa una molécula de ADP por cada ATP exportado.
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta de estos 2 NADH a 4 ATP, esto depende del cotransporte utilizado; así, la producción máxima total en estas células es 36 ATP. El número exacto de moléculas de ATP formadas depende de cuánta energía del gradiente protónico se utiliza para impulsar otros procesos de transporte mitocondriales y del mecanismo mediante el cual son transportados a la cadena respiratoria los electrones de las moléculas de NADH formados en la glucólisis. Generalmente, casi el 40% de la energía libre producida en la oxidación de la glucosa se retiene en forma de moléculas de ATP recién sintetizadas.
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta de estos 2 NADH a 4 ATP, esto depende del cotransporte utilizado.
La glucólisis produce dos moléculas de ATP directamente y dos moléculas de NADH.
La conversión de ácido pirúvico en acetil CoA, que ocurre dentro de la mitocondria, produce dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa y rinde, de esta forma, seis moléculas de ATP.
El ciclo de Krebs, que también se desarrolla dentro de la mitocondria, produce dos moléculas de ATP, seis de NADH y dos de FADH2, o un total de 24 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
La producción total a partir de una molécula de glucosa es un máximo de 38 moléculas de ATP.
El cambio de energía libre que ocurre durante la glucólisis y la respiración es -686 kilocalorías por mol.
Aproximadamente 266 kilocalorías por mol (7 kilocalorías por cada uno de los 38 moles de ATP) han sido capturadas en los enlaces fosfatos de las moléculas de ATP, que equivale a una eficiencia de casi un 40 por ciento.
Las moléculas de ATP, una vez formadas, son exportadas a través de la membrana de la mitocondria por un sistema de cotransporte que al mismo tiempo ingresa una molécula de ADP por cada ATP exportado.
En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH formado en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta de estos 2 NADH a 4 ATP, esto depende del cotransporte utilizado; así, la producción máxima total en estas células es 36 ATP. El número exacto de moléculas de ATP formadas depende de cuánta energía del gradiente protónico se utiliza para impulsar otros procesos de transporte mitocondriales y del mecanismo mediante el cual son transportados a la cadena respiratoria los electrones de las moléculas de NADH formados en la glucólisis. Generalmente, casi el 40% de la energía libre producida en la oxidación de la glucosa se retiene en forma de moléculas de ATP recién sintetizadas.
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