1. OXIDACION DE LOS CARBOHIDRATOS
La producción oxidativa del ATP abarca tres procesos:
- Glucólisis
- Ciclo de Krebs
- Cadena de transporte de electrones.
En el metabolismo de los hidratos de carbono + glucólisis desempeña un papel importante en la producción anaeróbica y aeróbica de ATP. El proceso de glucólisis es el mismo tanto si hay oxígeno presente como si no. Recordemos que la glucólisis anaeróbica produce ácido láctico y solamente 3 moles de ATP por mol de glucógeno.
No obstante, en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico se convierte en un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA).
Una vez formado, el acetil CoA entra en el Ciclo de Krebs (ciclo de ácido cítrico), una serie compleja de reacciones químicas que permiten la oxidación completa de acetil CoA. Al final del ciclo de Krebs, se han formado 2 moles de ATP y el sustrato (el compuesto sobre el que actúan las enzimas -en este caso los hidratos de carbono originales-) se ha descompuesto en carbono y en hidrógeno.El carbono restante se combina entonces con oxígeno para formar dióxido de carbono. Este CO2 se difunde fácilmente fuera de las células y es transportado por la sangre hasta los pulmones para ser espirado.
Durante la glucólisis, se libera hidrógeno mientras se metaboliza la glucosa, convirtiéndose en ácido pirúvico. Durante el ciclo de Krebs se libera más hidrógeno. si permanece en el sistema, el interior de la célula se vuelve demasiado ácido.El ciclo de Krebs va unido a una serie de reacciones conocidas como la cadena de transporte de electrones.
El hidrógeno liberado durante la glucólisis y durante el ciclo de Krebs se combina con dos coenzimas: NAS (nicotinamida-adenín-dinucleótido) y FAD (flavo-adenín-dinucleótido). Estas llevan los átomos de hidrógeno hacia la cadena de transporte de electrones, donde se dividen en protones y electrones. Al final de la cadena, el H+ se combina con oxígeno para formar agua, impidiendo así la acidificación.Los electrones separados del hidrógeno pasan por una serie de reacciones, de aquí el nombre de cadena de transporte de electrones, y finalmente proporcionan energía para la fosforilación de ADP, formando así ATP. Puesto que este proceso precisa oxígeno, recibe la denominación de fosforilación oxidativa.
El sistema oxidativo de producción de energía puede generar hasta 39 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucógeno. Si el proceso comienza con glucosa, el beneficio neto es de 38 moléculas de ATP.
2. OXIDACION DE LAS GRASAS O LIPIDOS
Aunque muchos compuestos químicos (tales como los triglicéridos, los fosfolípidos y el colesterol) se clasifican como grasa, sólo los triglicéridos son fuentes energéticas importantes. Los triglicéridos se almacenan en las células grasas y en las fibras musculares esqueléticas.
Para usar su energía, los triglicéridos deben descomponerse en sus unidades básicas: una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos libres. Este proceso se llama lipólisis, y lo llevan a cabo unas enzimas conocidas como lipasas. Los ácidos grasos libres (AGL) son la fuente energética principal.
Una vez liberados de glicerol, los ácidos grasos libres pueden entrar en la sangre y ser transportados por el cuerpo, entrando en las fibras musculares por difusión. Su ritmo de entrada en las fibras musculares depende del grado de concentración. El aumento de la concentración de ácidos grasos libres en sangre los impulsa hacia las fibras musculares.
Aunque los diversos ácidos grasos libres en el cuerpo difieren estructuralmente, su metabolismo es esencialmente el mismo. Al entrar en las fibras musculares, los ácidos grasos libres son activados enzimáticamente con energía del ATP, preparándolos para el catabolismo (descomposición) dentro de las mitocondrias.
Este catabolismo enzimático de las grasas por las mitocondrías recibe la denominación de betaoxidación En este proceso, la cadena de carbono de un ácido graso libre es dividida en unidades 2-carbono separadas de ácido acético.
3. OXIDACION DE LAS PROTEÍNAS
La oxidación de 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 energeticos se encuentran agotados.
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