1. Metabolismo de la glucosa: Las neuronas utilizan principalmente la glucosa como principal fuente de energía. La glucosa es una molécula de azúcar que ingresa a la neurona a través de transportadores de glucosa especializados en la membrana celular.
2. Glucólisis: Una vez dentro de la neurona, la glucosa sufre una serie de reacciones químicas conocidas como glucólisis. La glucólisis ocurre en el citoplasma y descompone la glucosa en moléculas más pequeñas, incluido el piruvato, y libera una pequeña cantidad de energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina), una molécula que sirve como moneda de energía primaria de la célula.
3. Transporte mitocondrial: Las moléculas de piruvato producidas durante la glucólisis se transportan a las mitocondrias. Aquí entran en el ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs), una serie de reacciones químicas que descomponen aún más el piruvato y liberan energía.
4. Ciclo del ácido cítrico: En el ciclo del ácido cítrico, las moléculas de piruvato se combinan con la coenzima A (CoA) para formar acetil CoA, que entra en el ciclo. A medida que el acetil CoA pasa por el ciclo, sufre una serie de reacciones que liberan dióxido de carbono (CO2), generan ATP y producen portadores de electrones de alta energía, como NADH (nicotinamida adenina dinucleótido) y FADH2 (flavina adenina dinucleótido).
5. Cadena de transporte de electrones: Las moléculas de NADH y FADH2 producidas en el ciclo del ácido cítrico transportan electrones de alta energía a la cadena de transporte de electrones, una serie de complejos proteicos ubicados en la membrana interna de las mitocondrias. A medida que los electrones se mueven a través de la cadena, su energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno (H+) desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana, creando un gradiente de protones.
6. Síntesis de ATP: El gradiente de protones generado por la cadena de transporte de electrones impulsa el paso final de la producción de energía, conocido como fosforilación oxidativa. El flujo de protones de regreso a la matriz mitocondrial a través de la ATP sintasa, una enzima, impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP (difosfato de adenosina) y fosfato inorgánico (Pi).
A través de este proceso de respiración celular, las neuronas convierten la energía química almacenada en la glucosa en ATP, la moneda energética universal de la célula. Luego, el ATP se utiliza para alimentar diversos procesos celulares, incluida la transmisión de señales eléctricas (potenciales de acción) a lo largo del axón de la neurona, el transporte activo de iones y moléculas a través de la membrana celular y la síntesis de componentes celulares esenciales.
