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Glucólisis Definición y Función

Glucólisis

La glucólisis es una serie de reacciones por las cuales la glucosa de seis carbonos se convierte en dos cetoácidos de tres carbonos (piruvato). La glucólisis es el proceso que describe la descomposición de la glucosa (azúcar) o glucógeno (carbohidrato almacenado).

La glucosa y el glucógeno son los sustratos para la glucólisis aeróbica y anaeróbica. La glucosa se transporta a la célula a través de proteínas transportadoras en las membranas plasmáticas (p. Ej., GLUT-4 en el músculo esquelético, GLUT-1 en el cerebro).

Durante la glucólisis, el ácido carboxílico, el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD +), se reduce a NADH, pero esto debe regenerarse para que la glucólisis continúe. En presencia de oxígeno, el NADH se oxida a NAD + dentro de las mitocondrias, produciendo piruvato. 

Glucolisis donde ocurre?

glucolisis y respiración celular

Este piruvato se transporta a las mitocondrias para la oxidación completa por el ciclo de Krebs y la producción final de 36 moléculas deATP através de la glucólisis aeróbica.

En las células que carecen de mitocondrias o durante la hipoxia, el NADH se oxida a NAD + en una reacción en la que el piruvato se reduce a lactato, catalizado por lalactato deshidrogenasa, produciendo dos ATP por molécula de glucosa (tres de glucógeno) mientras que también produce protones (un proceso conocido como glicólisis anaeróbica). Por lo tanto, el número de moléculas de ATP generadas por la glucólisis depende tanto del sustrato como del destino final del piruvato.

El lactato y los protones producidos en el músculo esquelético durante la glucólisis anaeróbica se eliminan de las células a través del ciclo de Cori en el hígado, después de lo cual se reconvierten a glucosa mediante gluconeogénesis.

Sin embargo, en el corazón y el cerebro parecen estar completamente oxidados a CO 2 ( Siesjo, 1978 ), lo que sugiere un papel para la glucólisis y, por lo tanto, el lactato, como un combustible principal en la activación cerebral.

El camino glucolítico

glucolisis y gluconeogenesis
La glucólisis proporciona energía para la actividad muscular de alta intensidad cuando la disponibilidad de oxígeno limita la respiración aeróbica (). La fosforilasa muscular (también llamada ) inicia la liberación de glucosa de las reservas de glucógeno muscular.

La fosfofructoquinasa cataliza el paso limitante en la glucólisis. Bajo condiciones anaeróbicas, la glucólisis finalmente resulta en la conversión de piruvato a lactato. Esto genera solo una fracción del ATP que se produciría si la glucosa se oxidara completamente a dióxido de carbono y agua por metabolismo aeróbico miofosforilasa.

La acumulación de lactato y de los componentes principales de la hidrólisis de ATP (fosfato inorgánico, difosfato de adenosina y monofosfato de adenosina) juegan un papel importante en la fatiga muscular.

¿Qué es la glucólisis?

 

glucolisis y gluconeogenesis

La glucólisis es la primera vía metabólica de la respiración celular y es una serie de diez reacciones químicas que se producen en el citosol de las células vivas.

La glucólisis es un proceso flexible, ya que puede funcionar en entornos anaeróbicos (falta de oxígeno) o aeróbicos (oxígeno presente), aunque los productos finales de esas dos condiciones serán ligeramente diferentes: lactato y piruvato, respectivamente.

La palabra “glucólisis” se puede separar en “gluco” y “lisis”, que básicamente significa “glucosa” y “ruptura / división”.

Eso es precisamente lo que hace el proceso de glucólisis: descompone una molécula de azúcar de 6 carbonos (glucosa) en dos moléculas de piruvato de 3 carbonos, que luego participarán en el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, para Crear más energía utilizable.

Recuerde, la glucólisis es solo el primer paso en la respiración celular; ¡Los productos de la glucólisis todavía tienen un largo camino por recorrer!

Glucolisis paso a paso

glucólisis y fermentación

Durante la glucólisis, la glucosa se descompone en diez pasos en dos moléculas de piruvato, que luego ingresa a las mitocondrias donde se oxida a través del ciclo del ácido tricarboxílico a dióxido de carbono y agua. La glucólisis se puede dividir en dos fases, las cuales ocurren en el citosol.

La fase I implica dividir la glucosa en dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (G3P) a expensas de 2 moléculas de ATP, pero permite que las reacciones de producción de energía posteriores se dupliquen con una mayor ganancia neta de ATP.

La Fase II convierte G3P en piruvato, con la generación concomitante de 4 moléculas de ATP, dando una ganancia neta de 2 ATP por molécula de glucosa. Por lo tanto, la glucólisis proporciona a la célula una pequeña cantidad de energía y, en las células aeróbicas, proporciona los materiales de partida para la oxidación completa de la glucosa a dióxido de carbono y agua.

La descomposición de la glucosa a través de la glucólisis también libera energía en forma de 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH. Esta es una buena noticia, considerando que la generación de ATP es el objetivo final de la respiración celular, y las moléculas de NADH pueden usarse más adelante en el proceso de respiración para generar aún más energía.

Ahora, esa es la descripción general de la glucólisis, pero para comprender la intrincada belleza de la glucólisis y la respiración celular, ¡necesitamos profundizar un poco más!

La adquisición de energía en la glucólisis

glucolisis y oxidacion del piruvato

asi toda la energía utilizada por las células vivas proviene de la energía en los enlaces de la glucosa de azúcar. La glucosa ingresa a las células heterotróficas de dos maneras. Un método es a través del transporte activo secundario en el que el transporte tiene lugar contra el gradiente de concentración de glucosa.

El otro mecanismo utiliza un grupo de proteínas integrales llamadas proteínas GLUT, también conocidas como proteínas transportadoras de glucosa. Estos transportadores ayudan en la difusión facilitada de glucosa. La glucólisis es la primera vía utilizada en la descomposición de la glucosa para extraer energía.

Se lleva a cabo en el citoplasma de las células procariotas y eucariotas. Probablemente fue una de las primeras vías metabólicas en evolucionar, ya que es utilizada por casi todos los organismos en la tierra. El proceso no utiliza oxígeno y, por lo tanto, es anaeróbico.

La glucólisis es la primera de las principales vías metabólicas de la respiración celular para producir energía en forma de ATP. A través de dos fases distintas, el anillo de glucosa de seis carbonos se divide en dos azúcares de piruvato de tres carbonos a través de una serie de reacciones enzimáticas.

La primera fase de la glucólisis requiere energía, mientras que la segunda fase completa la conversión a piruvato y produce ATP y NADH para que la célula la use como energía. En general, el proceso de glucólisis produce una ganancia neta de dos moléculas de piruvato, dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH para que la célula las use como energía.

Después de la conversión de glucosa en piruvato, la vía glucolítica está vinculada al ciclo de Krebs, donde se producirá más ATP para las necesidades de energía de la célula.

Glucólisis aeróbica VS anaeróbica

glucolisis y oxidacion del piruvato

Prácticamente todos los tejidos tienen un requisito para que la glucosa funcione normalmente. La glucólisis es la vía principal del metabolismo de la glucosa y ocurre en el citosol de todas las células. Puede ocurrir aeróbicamente o anaeróbicamente dependiendo de si hay oxígeno disponible.

Esto es clínicamente significativo porque la oxidación de la glucosa en condiciones aeróbicas produce 32 mol de ATP por mol de glucosa. Sin embargo, en condiciones anaeróbicas, solo se pueden producir 2 mol de ATP. La glucólisis aeróbica ocurre en 2 pasos. El primero ocurre en el citosol e implica la conversión de glucosa en piruvato con la producción resultante de NADH.

Este proceso solo genera 2 moléculas de ATP. Si hay oxígeno disponible, entonces la energía libre contenida en NADH se libera aún más a través de la reoxidización de la cadena de electrones mitocondriales y da como resultado la liberación de 30 mol más de ATP por mol de glucosa.

Sin embargo, cuando el oxígeno es escaso, este NADH se reoxidó en su lugar al reducir el piruvato al lactato Esto limita severamente la cantidad de ATP formado por mol de glucosa oxidada en comparación con la glucólisis aeróbica.

En situaciones en las que hay un desequilibrio en el uso de oxígeno y el suministro de oxígeno, por ejemplo en sepsis o insuficiencia cardíaca, se produce glucólisis anaeróbica y se produce la acumulación de lactato y el uso ineficiente de glucosa y la producción inadecuada de ATP. Esto limita severamente la cantidad de ATP formado por mol de glucosa oxidada en comparación con la glucólisis aeróbica.

En situaciones en las que hay un desequilibrio en el uso de oxígeno y el suministro de oxígeno, por ejemplo en sepsis o insuficiencia cardíaca, se produce glucólisis anaeróbica y se produce la acumulación de lactato y el uso ineficiente de glucosa y la producción inadecuada de ATP. Esto limita severamente la cantidad de ATP formado por mol de glucosa oxidada en comparación con la glucólisis aeróbica.

En situaciones en las que hay un desequilibrio en el uso de oxígeno y el suministro de oxígeno, por ejemplo en sepsis o insuficiencia cardíaca, se produce glucólisis anaeróbica y se produce la acumulación de lactato y el uso ineficiente de glucosa y la producción inadecuada de ATP.

Conceptos de la 

La glucólisis significa literalmente “dividir azúcares” y es el proceso de liberar energía dentro de los azúcares. En la glucólisis, la glucosa (un azúcar de seis carbonos) se divide en dos moléculas del piruvato de azúcar de tres carbonos. Este proceso de varios pasos produce dos moléculas de ATP ( molécula que contiene energía libre ), dos moléculas de piruvato y dos moléculas de NADH que transportan electrones de “alta energía”.

La glucólisis puede ocurrir con o sin oxígeno. En presencia de oxígeno, la glucólisis es la primera etapa de la respiración celular. En ausencia de oxígeno, la glucólisis permite a las células producir pequeñas cantidades de ATP a través del proceso de fermentación.

La glucólisis tiene lugar en el citosol del citoplasma de la célula. Sin embargo, la siguiente etapa de la respiración celular, conocida como ciclo del ácido cítrico, ocurre en la matriz de las mitocondrias celulares.

Etapas de la glucólisis

glucólisis ejemplo

A continuación se detallan los 10 pasos de la glucólisis.


Paso 1


La enzima hexoquinasa fosforila – agrega un grupo fosfato a – glucosa en el citoplasma de la célula. En el proceso, un grupo fosfato de ATP se transfiere a glucosa que produce glucosa 6-fosfato. La ecuación es:

Glucosa (CStep 2


La enzima fosfoglucoisomerasa convierte la glucosa 6-fosfato en su isómero fructosa 6-fosfato. Los isómeros tienen la misma fórmula molecular, pero los átomos de cada molécula están dispuestos de manera diferente. La ecuación para este paso es:


Glucosa 6-fosfato (CStep 3


La enzima fosfofructoquinasa utiliza otra molécula de ATP para transferir un grupo fosfato a fructosa 6-fosfato para formar fructosa 1, 6-bisfosfato. La ecuación es:

Fructosa 6-fosfato (CStep 4


La enzima aldolasa divide la fructosa 1, 6-bisfosfato en dos azúcares que son isómeros entre sí. Estos dos azúcares son dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído fosfato. La ecuación es:

Fructosa 1, 6-bisfosfato (CStep 5


La enzima triose fosfato isomerasa interconvierte rápidamente las moléculas de dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato. El gliceraldehído 3-fosfato se elimina tan pronto como se forma para usarse en el siguiente paso de la glucólisis. Las dos ecuaciones para este paso son:

Dihidroxiacetona fosfato (CNet resultado para los pasos 4 y 5:

paso 6


La enzima triosa fosfato deshidrogenasa cumple dos funciones en este paso. Primero, la enzima transfiere un hidrógeno (H – ) del fosfato de gliceraldehído al agente oxidante nicotinamida adenina dinucleótido (NAD + ) para formar NADH. A continuación, la fosfato deshidrogenasa triosa agrega un fosfato (P) del citosol al fosfato de glicerraldehído oxidado para formar 1, 3-bifosfoglicerato.

Esto ocurre para ambas moléculas de gliceraldehído 3-fosfato producido en el paso 5. Las dos ecuaciones para este paso son:

A. Triose fosfato deshidrogenasa + 2 HB. Triosa fosfato deshidrogenasa + 2 P

+ 2 gliceraldehído 3-fosfato (CStep 7


La enzima fosfogliceroquinasa transfiere una P del 1,3-bisfosfoglicerato a una molécula de ADP para formar ATP. Esto sucede para cada molécula de 1,3-bisfosfoglicerato. El proceso produce dos moléculas de 3-fosfoglicerato y dos moléculas de ATP. La ecuación es:

2 moléculas de 1,3-bifosoglicerato (CStep 8


La enzima fosfogluceromutasa reubica el P del 3-fosfoglicerato del tercer carbono al segundo carbono para formar el 2-fosfoglicerato. La ecuación es:

2 moléculas de 3-fosfoglicerato (CStep 9


La enzima enolasa elimina una molécula de agua del 2-fosfoglicerato para formar fosfoenolpiruvato (PEP). Esto sucede para cada molécula de 2-fosfoglicerato. La ecuación es:

2 moléculas de 2-fosfoglicerato (CStep 10


La enzima piruvato quinasa transfiere una P de PEP a ADP para formar piruvato y ATP. Esto sucede para cada molécula de fosfoenolpiruvato. Esta reacción produce dos moléculas de piruvato y dos moléculas de ATP. La ecuación es:

glucólisis

Una sola molécula de glucosa en la glucólisis produce un total de dos moléculas de piruvato, dos moléculas de ATP, dos moléculas de NADH y dos moléculas de agua.

Aunque se usan dos moléculas de ATP en los pasos 1 a 3, se generan dos moléculas de ATP en el paso 7 y dos más en el paso 10. Esto da un total de cuatro moléculas de ATP producidas. Si resta las dos moléculas de ATP utilizadas en los pasos 1 a 3 de las cuatro generadas al final del paso 10, terminará con un total neto de dos moléculas de ATP producidas.

La respiración celular

La respiración celular es el proceso por el cual su cuerpo convierte la energía bioquímica de los nutrientes en los alimentos que consume en energía que el cuerpo puede utilizar. Es el término amplio que describe el conjunto de reacciones metabólicas y procesos que ocurren en el cuerpo que nos permiten utilizar los alimentos como fuente de energía.

La respiración celular fue el banco en nuestro ejemplo porque tomó un billete grande y lo dividió en billetes más pequeños, que se utilizaron para diferentes actividades. La respiración celular oxida los alimentos en energía en forma de ATP, trifosfato de adenosina. ATP en nuestro ejemplo fue el cambio que nos dio el banco. El ATP se usa como energía a nivel celular en nuestros cuerpos.

NADH también es una forma de energía celular, y aunque no es tan importante en nuestra lección como lo es el ATP, sigue siendo un subproducto de la respiración celular. NADH significa nicotinamida adenina dinucleótido, pero puede recordarlo como NADH por ahora.

 

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Glucólisis Definición
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Glucólisis Definición
Descripción
La glucólisis es uno de los principales procesos involucrados en la respiración celular. La glucólisis es la vía que convierte el azúcar en energía, o glucosa (C6H12O6) en piruvato (CH3COCOO), generando ATP durante la conversión. Un término importante para saber es catabolismo.
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