Seguimos con el culebrón metabólico: el Ciclo de Krebs

En el último post, nos quedamos con el producto de la glucolisis, que no es otro que el piruvato (o ácido pirúvico). Esta sustancia está integrada por tres átomos de carbono. Para entrar en la siguiente etapa, que es la que nos va a ocupar hoy, hacen falta dos átomos de carbono sólo. Es por ello que el piruvato va a sufrir una decarboxilación oxidativa que, a través de una serie de pasos intermedios que no hacen al caso, va a rendir ácido acético (el presente en el vinagre, y que le confiere su olor), molécula ya con dos átomos de carbono.

Tomado del blog "Bios", entrada sobre cadena respiratoria
(en la siguiente imagen, el enlace).

Esta molécula así obtenida puede entrar ya en el Ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos (CAT), llamado así por el papel preponderante que tienen en el ciclo el ácido cítrico y alguno de sus isómeros. Permitidme en este punto que traiga a colación lo de siempre: lo peligrosa que resulta la ignorancia. En algunas listas de productos "dañinos" (aditivos, en fin) se puede leer como uno de ellos el ácido cítrico. No es que esta sustancia esté presente de forma natural en muchas de nuestras frutas, es que está en el seno de todas las células que hay sobre la Tierra. Si tan malo fuera, desde luego, la vida en el planeta como la conocemos se habría extinguido prácticamente a lo poco de empezar.

No es mi intención explicaros en detalle cada una de las reacciones del CAT, aunque os recomendaría un breve bosquejo por internet para ir haciendo cuerpo bioquímico, pero voy a volver a insistir en que esa sucesión de reacciones tiene por objetivo "quemar" muy lentamente esos dos átomos de carbono que acaban de entrar en forma de ácido acético (recordad que es lo que nos queda de la molécula de glucosa), de forma que la liberación de energía ocurra de forma poco violenta y, por tanto, asimilable para el organismo y no dañina. Al final del CAT y de la glucolisis, habremos obtenido algunas moléculas de CO2 y unos intermediarios que se han cargado de pares de hidrógeno; si recordáis, en el hidrógeno estaba encerrada mucha energía, ya que dijimos que esos átomos estaban como en la cima de un tobogán. Si permitimos que esos hidrógenos se deslicen por la pendiente en busca del oxígeno, seremos capaces de obtener grandes cantidades de energía.

Al proceso por el cual los pares de hidrógeno van buscando su átomo de oxígeno para formar una molécula de agua y liberar energía le llamamos cadena respiratoria, un conjunto de reacciones dispuestas para, una vez más, ser capaz de ir liberando la gran cantidad de energía que se ha de formar de una manera lo más benigna y pausada posible. La llamada cadena respiratoria ocurre en las mitocondrias de todas las células del cuerpo, no sólo en el llamado aparato respitarorio. En ese sentido, tal vez tendríamos que llamar a los pulmones y la tráquea el aparato "ventilatorio", reservando el término respiración para el fenómeno celular.

Tomado del blog 

http://benitobios.blogspot.com/2009/05/cadena-respiratoria-y-fosforilacion.html

¡Gracias, Álvaro!

Como bien preguntaba alguien por ahí el otro día, esto empieza a parecerse más al blog de Álvaro que al del Dr. Bromatólogo. La verdad es que estoy pasando por una fase de sequía creativa (o sea, que hay que sentarse y no encuentro el momento) y eso está provocando que mis entradas, tanto en materia de posts como de comentarios, se vayan espaciando.

Pero ahí aparece la figura de Álvaro, que se echa a las espaldas la resposabilidad de mantener vivo el fuego y se bate en los comentarios como un jabato. Sólo puedo estar agradecido.

Por cierto, ¡qué grande es internet!, sobre todo cuando se usa bien, como es el caso. Nos ha permitido "conocernos" (mis únicos contactos con Álvaro son los que habéis podido leer en los comentarios), compartir nuestros progresos y nuestras preocupaciones y ponerlos a disposición de otras personas a las que, esperamos, les puedan servir.

Ese es el motivo por el que he querido dedicar este post (¡qué menos!) a agradecer a Álvaro, y por extensión a todos los colaboradores, su dedicación para suplir esta menor frecuencia de publicaciones por mi parte.

Por otra parte, quería hacer un comentario sobre una entrada anterior, en concreto sobre una imagen, antes de que alguien me lo haga. Hace un par  de posts inserté una imagen de la molécula de glucosa en su forma lineal (aunque se puede encontrar así, es muy poco frecuente). El otro día, mirándola, me di cuenta de que se trataba del isómero L de la molécula, cuando la que se encuentra en casi la totalidad de los casos es el isómero D: para los que no sean muy duchos en química biológica, les diré que se obtiene poniendo un espejo al lado de la molécula, de forma que la mayor parte de los grupos -OH queden a la derecha. Reconozco que para la mayor parte de los lectores, esta digresión no será muy significativa, pero es que yo tengo mis cosas y agradezco que las soportéis.

Vamos con la cetosis: nociones sobre el metabolismo (II)

Como decíamos en la primera parte de este post, al final de la glucolisis nos encontramos con dos moléculas de ácido pirúvico, algo de energía (almacenada en una molécula al efecto que se llama ATP) y un par de átomos de hidrógeno (siempre los tomaremos en parejas, como a la Guardia Civil antiguamente) disponibles para aprovechar toda la energía por cada molécula de piruvato. El grueso de la energía sigue "guardado" en el par de hidrógenos que ya tenemos y en la molécula de ácido pirúvico.

Llegados a este momento, se nos plantean dos posibilidades:

1.-   Si disponemos de oxígeno, seremos capaces de combinar apropiadamente los hidrógenos y los carbonos con oxígeno para obtener agua y anhídrido carbónico, mediante el proceso de la respiración celular, llegando así a extraer toda la energía presente en las moléculas orgánicas: parte de estas reacciones se estructuran gracias al ya citado Ciclo de Krebs, que recoge también productos provinentes de la degradación proteínas y grasas.


Imagen tomada de Agrega, bajo una licencia de Creative Commons.


2.-   En ausencia de aire, podemos establecer un remedo de lo anterior que consiste en combinar los restos obtenidos en la glucolisis sin echar mano de oxígeno de fuera, por lo que aparecen los procesos fermentativos; las levaduras pueden generar etanol en la fermentación alcohólica; al resto de los mortales sólo nos asiste la posibilidad de combinar la molécula de ácido pirúvico con ese par de hidrógenos que anda suelto para producir ácido láctico (sí, ese que sale en el yogur y el responsable de las agujetas, que ocurren cuando un músculo ha sido sometido a un esfuerzo muy intenso y los suministros no están puestos a punto).

Si recordáis, es desde estos ácidos desde donde éramos capaces de producir nueva glucosa mediante la gluconeogénesis, si bien ese proceso era (felizmente para los que quieren adelgazar) negativo en su balance energético global.

Lo que entre en el ciclo de Krebs va a ser concienzudamente troceadito en forma de dióxido de carbono y pares de hidrógeno, que luego acabarán siendo llevados a la cadena respiratoria para combinarse con el oxígeno y dar agua, liberando gran cantidad de energía.

La pregunta que puede hacerse el lector avisado en este punto es: ¿y para qué tanta parafernalia para acabar quemando una molécula de glucosa, si hay métodos más rápidos y sencillos para hacerlo?

La respuesta buena es la que se daba tradicionalmente por los buenos profesores de bachillerato: si dejamos caer el agua desde un salto muy elevado, probablemente, la cantidad de energía liberada de golpe arruine todo a su paso. Si vamos intercalando pantanos cada uno una cierta cota por debajo del anterior, podremos aprovechar toda la energía sin riesgos: eso es lo que hace el organismo, que en lugar de proceder a la combustión de una vez de la molécula, que la reduciría a agua y anhídrido carbónico en un solo paso con gran liberación de energía, "domestica" esa reacción derivándola a lo largo de una secuencia de procesos bioquímicos que permiten la producción muy escalonada de energía.

El próximo día, más.