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7.2.2.2.1. Descarboxilación oxidativa

Existen dos razones que hacen que la presencia de oxígeno incremente notablemente la eficiencia del proceso de producción de energía:

  • El ácido pirúvico se puede oxidar totalmente hasta CO2 y H2O y no se utiliza únicamente para oxidar el NADH.
  • En la cadena transportadora de electrones, los electrones se transfieren, paso a paso, hasta el O2 para formar H2O, produciendo mucho ATP.

El ácido pirúvico obtenido en la glucólisis en el citosol, se une a transportadores específicos de membrana para poder atravesar la doble membrana de la mitocondria para llegar hasta la matriz mitocondrial.

Dentro de la mitocondria, en la matriz, se produce la descarboxilación oxidativa, mediante un complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa, por la que dicho ácido se descarboxila, oxida su grupo α-ceto y se activa a la forma de acetil-CoA (2 átomos de carbono).

Los glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos, para ser aprovechados energéticamente por la célula, tienen que llegar a convertirse en grupos acetilo, en forma de acetil-CoA, para poder entrar en ciclo de Krebs y ser oxidados hasta CO2 y H2O.

Esta fase previa se realiza en varias etapas:

  • Pérdida del grupo carboxilo del piruvato, que se libera en forma de CO2 (descarboxilación) con el primer carbono y dos oxígenos.
  • El grupo carbonilo del piruvato se oxida (descarboxilación oxidativa) y cede sus electrones a un NAD+ que se reduce a NADH, formando un grupo acetilo (CH3-CO-).
  • El grupo acetilo se esterifica con el grupo –SH de la coenzima A. Se forma el acetil-CoA que entrará en el ciclo de Krebs.

La enzima piruvato-deshidrogenasa cataliza esta reacción y reduciéndose una molécula de NAD+ y formándose 1 NADH. Como se habían obtenido dos moléculas de piruvato de cada molécula de glucosa, se obtienen 2 NADH en esta etapa.

Recordando los procesos vistos hasta ahora, la molécula de glucosa se ha oxidado a dos moléculas de CO2 y dos grupos acetilo, formándose además, cuatro moléculas de NADH (dos en la glucólisis y dos en la oxidación del ácido pirúvico).

Los grupos acetilos se unen al coenzima A, formando el acetil-CoA. Es en esta forma como entrará a la siguiente fase del catabolismo, el ciclo de Krebs.

Importante recordar: La etapa inicial de la respiración celular es la oxidación del ácido pirúvico a acetil CoA (descarboxilación oxidativa).

Balance la descarboxilación oxidativa (a partir de 1 molécula de glucosa, 2 de ácido pirúvico):

  • 2 moléculas de acetil-CoA.
  • 2 NADH + 2 H+.
  • 2 CO2.

 

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