Por Kevin Beck - Actualizado el 24 de marzo de 2022
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La glucosa es un azúcar de seis carbonos que puede ingerirse, infundirse o producirse de forma endógena mediante el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. Sirve como combustible principal para la respiración celular, permitiendo la síntesis de glucógeno o la generación de ATP, la moneda energética de la célula. La conversión de glucosa en energía utilizable se desarrolla en cuatro fases secuenciales distintas.
La glucólisis tiene lugar en el citoplasma y es un proceso anaeróbico. En ocho pasos enzimáticos, una molécula de glucosa se divide en dos moléculas de piruvato, consumiendo dos ATP y generando cuatro ATP para una ganancia neta de dos ATP. Además, se producen dos moléculas de agua. La glucólisis proporciona los sustratos para las siguientes etapas mitocondriales.
En la matriz mitocondrial, cada piruvato se convierte en acetil-CoA. Esta reacción de un solo paso libera dos CO₂ y une una coenzima A, lo que produce dos moléculas de acetil-CoA que entrarán en el ciclo del ácido cítrico.
Aún dentro de la matriz mitocondrial, las dos moléculas de acetil-CoA experimentan una serie de reacciones enzimáticas que producen dos ATP (o GTP), cuatro CO₂ y transportadores de alta energía NADH y FADH₂. Estos transportadores son esenciales para la posterior cadena de transporte de electrones.
En la membrana mitocondrial interna, los electrones del NADH y FADH₂ fluyen a través de complejos proteicos, bombeando protones al espacio intermembrana. El oxígeno actúa como aceptor final de electrones, formando agua. El gradiente de protones resultante impulsa la ATP sintasa, generando aproximadamente 34 moléculas de ATP por glucosa. La reacción general es:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP
Si bien la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico juntos producen cuatro ATP por glucosa, la cadena de transporte de electrones representa la mayor parte del rendimiento:alrededor de 34 ATP. Esto explica por qué la privación de oxígeno detiene rápidamente la función celular y por qué el ejercicio anaeróbico sostenido de alta intensidad se limita a períodos cortos.
