CATABOLISME AERÒBIC DELS GLÚCIDS (O PER RESPIRACIÓ)
ESQUEMA GENERAL DE LES VIES CATABÒLIQUES I ANABÒLIQUES
1ª FASE: DIGESTIÓ
Els polisacàrids i els disacàrids es transformen en monosacàrids com ara la glucosa, la fructosa i la galactosa.
2ª FASE: CATABOLISME DE LA GLUCOSA
El catabolisme de la glucosa té les següents fases:
GLICÒLISI
És la ruta metabòlica constituïda per una seqüència lineal de reaccions que condueixen a l’escissió de la molècula de glucosa en dues d’àcid pirúvic. Aquesta fase del catabolisme glucídic. Es realitza en el citosol i és anaeròbica.
La glicòlisi és un procés que poden realitzar totes les cèl·lules. Totes aquestes reaccions comencen amb una molècula de glucosa i acaben amb dues d’àcid pirúvic.
L’ÀCID PIRÚVIC A ACETIL CO-A
L’àcid pirúvic entra a la matriu del mitocondri i perd un carboni en forma de CO2, s’oxida i es converteix en una molècula d’àcid acètic, alhora que una molècula de NAD+ es redueix i es converteix en NADH + H+. Tot seguit l’acetil s’uneix a una molècula anomenada coenzim A i forma Acetil CoA. És d’aquesta manera que entrarà en el cicle de Krebs.
EL CICLE DE KREBS
Esquema:
Els polisacàrids i els disacàrids es transformen en monosacàrids com ara la glucosa, la fructosa i la galactosa.
2ª FASE: CATABOLISME DE LA GLUCOSA
El catabolisme de la glucosa té les següents fases:
- Glicòlisi (transformació de la glucosa en dues molècules d’àcid pirúvic).
- Descarboxilació de l’àcid pirúvic.
- Cicle de Krebs.
- Cadena respiratòria o fosforilació oxidativa. En la degradació total per respiració d’una molècula de glucosa es consumeix oxigen i s’obtenen com a productes finals diòxid de carboni, aigua i energia en forma d’ATP..
GLICÒLISI
És la ruta metabòlica constituïda per una seqüència lineal de reaccions que condueixen a l’escissió de la molècula de glucosa en dues d’àcid pirúvic. Aquesta fase del catabolisme glucídic. Es realitza en el citosol i és anaeròbica.
La glicòlisi és un procés que poden realitzar totes les cèl·lules. Totes aquestes reaccions comencen amb una molècula de glucosa i acaben amb dues d’àcid pirúvic.
L’ÀCID PIRÚVIC A ACETIL CO-A
L’àcid pirúvic entra a la matriu del mitocondri i perd un carboni en forma de CO2, s’oxida i es converteix en una molècula d’àcid acètic, alhora que una molècula de NAD+ es redueix i es converteix en NADH + H+. Tot seguit l’acetil s’uneix a una molècula anomenada coenzim A i forma Acetil CoA. És d’aquesta manera que entrarà en el cicle de Krebs.
EL CICLE DE KREBS
Esquema:
Imatge extreta de recursos.cnice.mec.es
També s’anomena cicle de l’àcid cítric. És una via metabòlica que té la particularitat de ser circular. És a dir la primera molècula del cicle, l’àcid oxalacètic, n´és alhora la darrera (veure qualsevol esquema del cicle).
El cicle s’inicia amb un compost de quatre carbonis, l’àcid oxalacètic al qual s’uneixen els dos carbonis de l’acetil provinent de l’àcid pirúvic. En resulta l’àcid cítric (6C), que en etapes successives, perd dos carbonis en forma de CO2, fins a formar altra vegada el compost de quatre carbonis inicial (àcid oxalacètic).
Per tant el cicle es tracta d’una cadena de reaccions en què uns àcids grassos es van transformant en altres fins que tornen a formar l’àcid oxalacètic.
En aquest cicle, a més a més de desprendre’s diòxid de carboni, obtenim GTP i CR que posteriorment s’oxidaran a la cadena respiratòria (i es formarà ATP, per fosforilació oxidativa).
3ª FASE: LA CADENA RESPIRATÒRIA
El transport d'electrons en la cadena respiratòria. Esquema:
El cicle s’inicia amb un compost de quatre carbonis, l’àcid oxalacètic al qual s’uneixen els dos carbonis de l’acetil provinent de l’àcid pirúvic. En resulta l’àcid cítric (6C), que en etapes successives, perd dos carbonis en forma de CO2, fins a formar altra vegada el compost de quatre carbonis inicial (àcid oxalacètic).
Per tant el cicle es tracta d’una cadena de reaccions en què uns àcids grassos es van transformant en altres fins que tornen a formar l’àcid oxalacètic.
En aquest cicle, a més a més de desprendre’s diòxid de carboni, obtenim GTP i CR que posteriorment s’oxidaran a la cadena respiratòria (i es formarà ATP, per fosforilació oxidativa).
3ª FASE: LA CADENA RESPIRATÒRIA
El transport d'electrons en la cadena respiratòria. Esquema:
Imatge extreta de recursos.cnice.mec.es
En aquesta fase la molècula de glucosa acaba totalment oxidada. Una part de la seva energia s’ha utilitzat per transformar ADP i fosfats en ATP i GTP, però la quantitat més gran d’energia es troba en els electrons que s’han separat dels àtoms de carboni i que han reduït els acceptors d’electrons NAD+ i FAD. Aquests electrons que provenen de la glicòlisi (pas de glucosa a àcid pirúvic), de l’oxidació de l’àcid pirúvic (pas de l’àcid pirúvic a àcid acètic) i del cicle de Krebs, es troben encara en un nivell energètic alt.
En aquesta fase de transport d’electrons, que és l’etapa final de la respiració aeròbica, els electrons amb un nivell energètic alt són conduïts, pas a pas, al nivell energètic inferior de l’oxigen, mitjançant una sèrie d’acceptors d’electrons entre els què destaquen els CITOCROMS.
En les cèl·lules eucariotes, les molècules que integren la cadena respiratòria es troben a la cresta de la membrana interna dels mitocondris.
Quan els electrons es mouen per la cadena respiratòria saltant a nivells energètics inferiors, s’allibera energia que es reconduïda pels mitocondris per fabricar ATP a partir de l’ADP en un procés anomenat fosforilació oxidativa. Per cada dos electrons que passen del NADH a l’oxigen es formen tres molècules d’ATP. En canvi per cada dos electrons que passen del FADH2 es formen dues molècules d’ATP. Amb la síntesi de l’ATP durant la fosforilació oxidativa, el procés que va començar amb l’oxidació de la glucosa arriba a la seva fi.
L’acceptor final d’electrons és l’oxigen, per tant, la cadena respiratòria és un procés aeròbic, i es forma aigua.
ESQUEMA BALANÇ ENERGÈTIC DEL CATABOLISME AERÒBIC DELS GLÚCIDS
En aquesta fase de transport d’electrons, que és l’etapa final de la respiració aeròbica, els electrons amb un nivell energètic alt són conduïts, pas a pas, al nivell energètic inferior de l’oxigen, mitjançant una sèrie d’acceptors d’electrons entre els què destaquen els CITOCROMS.
- L’oxigen és l’acceptor final dels electrons.
En les cèl·lules eucariotes, les molècules que integren la cadena respiratòria es troben a la cresta de la membrana interna dels mitocondris.
Quan els electrons es mouen per la cadena respiratòria saltant a nivells energètics inferiors, s’allibera energia que es reconduïda pels mitocondris per fabricar ATP a partir de l’ADP en un procés anomenat fosforilació oxidativa. Per cada dos electrons que passen del NADH a l’oxigen es formen tres molècules d’ATP. En canvi per cada dos electrons que passen del FADH2 es formen dues molècules d’ATP. Amb la síntesi de l’ATP durant la fosforilació oxidativa, el procés que va començar amb l’oxidació de la glucosa arriba a la seva fi.
L’acceptor final d’electrons és l’oxigen, per tant, la cadena respiratòria és un procés aeròbic, i es forma aigua.
ESQUEMA BALANÇ ENERGÈTIC DEL CATABOLISME AERÒBIC DELS GLÚCIDS
Imatge extreta de recursos.cnice.mec.es
RENDIMENT ENERGÈTIC I INTERPRETACIÓ DE LA REACCIÓ GLOBAL (OXIDACIÓ COMPLETA DE LA GLUCOSA)
