Glucolisis

La glucosa es el combustible por excelencia de la mayoria de las celulas del cuerpo humano. Es apartir de la glucosa que las diferentes celulas del cuerpo pueden generar Adenosina Trifosfato (ATP). Este proceso se consigue gracias a la Glucolisis.

¿Que es la Glucolisis?

La Glucolisis es un proceso oxidativo mediante el cual una molecula de glucosa pasa a formar Piruvato.

Este proceso metabolico tiene objetivo principal la formacion de ATP. Lo que se consigue tanto en la presencia de oxigeno o en la ausencia de este.

La via de la Glucolisis

La Glucolisis tiene un total de 10 reacciones enzimaticas en cadena. Las cuales se encuentran divididas en 2 fases. A esto se le conoce como la via de la Gluclosis.

Fase Preparatoria

El primer paso en esta via metabolica es la fosforilacion de la glucosa a glucosa-6-fosfato. Lo que ocurre catalizado por la enzima Hexocinasa. Este proceso utiliza una molecula de ATP como donadora del grupo fosfato. Se invierte la primera molecula de ATP de la via.

La glucosa-6-fosfato esta relacionado con varias vias metabolicas. Dentro de estas estan la Glucolisis, Gluconeogenesis, Glucogenolisis, Glucolisis y la via de la pentosa fosfato.

En la Glucolisis, la glucosa-6-fosfato es convertida en fructosa-6-fosfato mediante la enzima fosfohexosa isomerasa. Esta reaccion es una isomerizacion aldosa-cetosa.

La isomerizacion es cuando una molecula es transformada a otra que posee la misma cantidad de antomos, pero dispuestos u ordenados de forma distinta.

La fructosa-6-fosfato entonces es fosforilada por la enzima fosfofructocinasa. Lo que da lugar a fructosa 1,6-bisfosfato. En esta reaccion es una molecula de ATP la que dona el grupo fosfato. Por lo que se gasta la segunda molecula de ATP de la Glucolisis.

La fructosa 1,6-bisfosfato es catalizada por la enzima aldosa. La cual divide en 2 a la molecula, generando Gliceraldehido-3-fosfato y Dihidroxiacetona fosfato (tambien conocida como Glicerona fosfato).

Ambos compuestos sufren una isomerizacion rapida medida por la enzima triosa fosfato isomeraza. Esta enzima cataliza una interconversion entre ambos compuestos. Generando al final 2 moleculas de Gliceraldehido-3-fosfato.

Fase de Beneficios

Entonces es el compuesto Gliceraldehido-3-fosfato el cual continua dentro de la via de la Glucolisis.

El Gliceraldehido-3-fosfato es entonces oxidado por la enzima gliceraldehido 3-fosfato deshidrogenasa a 1,3 bisfosfoglicerato (tambien llamado solo Disfosfoglicerato). Esta reaccion es dependeiente de NAD y por ende se produce NADH.

La siguiente reaccion convierte al 1,3 bifosfoglicerato en 3-Fosfoglicerato. La enzima encargada de este proceso es la Fosfoglicerato cinasa. Esta es un enzima transferasa. Es decir que cataliza la transferencia un grupo fosfato hacia una molecula de ADP, generando ATP.

Dado que por cada molecula de Glucosa da lugar a dos moleculas de Triosa Fosfato (Gliceraldehido-3-fosfato y Dihidroxiacetona fosfato) en esta reaccion en realidad se forman 2 moleculas de ATP.

El 3-Fosfoglicerato entonces es convertido en 2-Fosfoglicerato por la enzima Fosfoglicerato mutasa. Esta enzima transfiere de forma interna el grupo fosfato del carbono 3 al carbono 2.

Acto seguido el 2-Fosfoglicerato es deshidratado por la enzima Enolasa (Tambien llamada Fosfopiruvato Hidratasa). Lo que da lugar al Fosfoenolpiruvato.

El Fosfoenolpiruvato entonces es desfosforilada transifriendo su grupo fosfato a una molecula de ADP. Lo que forma ATP. Al igual que en el caso anterior, por cada molecula de glucosa se forman 2 molecula de Piruvato. Por lo que en realidad se forman 2 ATP.

Esta reaccion es catalizada por la enzima Piruvato Cinasa. El Piruvato es entonces el producto final de la via de la Glucolisis. Su destino depende de la disponibilidad o no del oxigeno.

Al final de la Via de la Glucolisis se producen en total 4 ATP (2 ATP en la formacion de las Triosa Fosfato y 2 ATP en la sintesis del Piruvato)

 Glucolisis
Reacciones enzimaticas de la Glucolisis

Glucolisis Aerobia y Anaerobia

En presencia de oxigeno la via sera a traves del Ciclo de Krebs y la posterior cadena respiratoria. Los 2 NADH formados en el citosol pasaran a traves de la lanzadera de malato-aspartato o la lanzadaera 3-fosfato de glicerol hacia el interior de la mitocondria. Este proceso se denomina Glucolisis Aerobia.

Mientras que en ausencia de oxigeno, los 2 NADH deberan ser oxidados por medio de la reduccion de Piruvato a Lactato. Lo que se conoce como Glucolisis Anaerobia.

En la gluclosis anaerobica la oxidacion del NADH por medio de la enzima Lactato deshidrogenasa permite el ingreso de una nueva molecula de Glucosa a la via. Sin embargo en comparativa la produccion de ATP es menor.

La glucolisis aerobia produce 36 ATP al final de la cadena respiratoria mientras que la glucolisis anaerobia unicamente produce 2 ATP.

Uno de los principales problemas de la glucolisis anaerobia es la formacion del Lactato. El cual puede llevar a una acidosis lactica. Por lo que la glucolisis anaerobia no es una opcion viable a largo plazo para las celulas.

No obstante, es imperativo mencionar que existen celulas cuya glucolisis siempre acabara en Lactato. El mejor ejemplo de esto son los Eritrocitos. Recordemos que los Eritrocitos carecen de Mitocondria y que los procesos oxidativos a partir del Piruvato ocurren en la Mitocondria.

Reacciones principales de la Glucolisis

Desde un punto de vista fisiologico las 3 reacciones consideradas como irreversibles en la gluclosis son: Hexocinasa, Fosfofructocinasa y Piruvato Cinasa.

En realidad estas reacciones no son irreversibles puesto que en la Gluconeogenesis existen enzimas capaces de revertir dichos procesos. Por ello estas reacciones se consideran como las principales y no tanto como irreversibles.

La Via de la Fructosa

La Fructosa es el segundo tipo de azucar mas comun. Su degradacion y posterior produccion de ATP comparte varias enzimas de la via de la glucolisis.

La principal diferencia en la via de la Fructosa es el inicio de ella. La Fructosa puede ser catabolizada por la enzima Hexoquinasa a nivel del musculo, generando Fructosa 6-fosfato. Sin embargo tambien puede ser catabolizada a nivel Hepatico por la enzima Fructoquinasa (Tambien llamada Cetohexoquinasa) y convertida en Fructosa 1-fosfato.

La Fructosa presenta una mayor afinidad por la Furctoquinasa. Por lo que la mayoria de la Fructosa pasara a formar Fructosa 1-fosfato. Este proceso se consigue mediante una fosforilacion. Por lo que se gasta una molecula de ATP.

La Fructosa 1-fosfato entonces es catabolizada por la Aldosa dando como resultado 2 moleculas: Gliceraldehido y Dihidroxiacetona fosfato. El Gliceraldehido es convertido en Gliceraldehido-3-fosfato por accion de la enzima Gliceraldehido Cinasa. Y al igual que en la Glucolisis el Dihidroxiacetona fosfato se isomeriza con ayuda de la enzima Trifosfato Isomerasa dando como resultado otra molecula de Gliceraldehido-3-fosfato.

A partir de este punto ambas moleculas continuan la Via de la Glucolisis.

👨🏻‍⚕️ Aspectos Clave de la Glucolisis 🔑
  • La Glucolisis es el proceso metabolico mediante el cual se degrada un molecula de glucosa para formar ATP
  • El producto final de la Glucolisis es el Piruvato
  • La Glucolisis produce un total de 4 ATP durante la fase de beneficios y utiliza 2 ATP durante la fase preparatoria. Ademas se produce 2 NADH⚕️
  • En ausencia de oxigeno la Glucolisis Anaerobica tiene lugar y el NADH es oxidado por accion de la enzima Lactato deshidrogenasa.

Referencias Consultadas.

Ver refernecias
  • Michael Liberman et al. (2018). Trastornos hidroelectrolíticos en Marks Bioquimica Medica BasicaEspaña.
  • David A. Bender. et al. (2016). Glucólisis y la oxidación de piruvatoHarper Bioquimica Ilustrada España.
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