lunes, 29 de abril de 2013

CONVIRTIENDO OXÍGENO EN DIÓXIDO DE CARBONO ¿SEGURO?



Navegando por internet me he topado con algunas imágenes donde aparece escrito lo que podéis ver en la de la derecha. ¿Veis algo raro? Imagino que muchos sabréis a lo que me refiero; sin embargo, puede que otros no encotréis nada raro en la imagen.

"Estoy convirtiendo oxígeno en dióxido de carbono", visto así puede que suene incluso normal, ya que nos enseñan que al respirar cogemos oxígeno (O2) y expulsamos dióxido de carbono (CO2) y cualquier persona que no tenga nociones básicas de metabolismo puede pensar que ocurra de esta forma; pero ¿realmente el CO2 que expulsamos al respirar proviene de la transformación del O2? Vamos a verlo.


Las células necesitan consumir "alimentos" a partir de los cuales producir energía para poder llevar a cabo muchas de las funciones  y así mantenernos vivos. ¿Qué tipo de alimentos? Aunque hay una gran variedad de compuestos que se pueden utilizar vamos a centrarnos en uno, la glucosa, ya que es el sustrato metabólico por excelencia. A continuación vamos a ver qué ocurre con esta molécula y qué tiene que ver la glucosa con lo que quiero explicaros en esta entrada.

Molécula de glucosa Vía: tiempo de éxito
Una vez que entra en la célula, la glucosa puede seguir varios caminos o rutas metabólicas. Una de estas rutas (qué es la que nos interesa aquí) es la denominada glicolisis.
Como la finalidad de este post no es explicar detalladamente las distintas vías metabólicas por las que pasa la glucosa, no nos vamos a detener paso por paso en cada una de las transformaciones enzimáticas de esta molécula, sino más bien en lo que se obtiene de estas vías, lo cual creo que es la clave para poder interpretar correctamente la imagen con la que abro esta entrada.

En la glicolisis se producen una serie de reacciones enzimáticas, donde a partir de una molécula de glucosa se obtienen 2 moléculas de piruvato, 2 ATP y 2 NADH (de los que hablaremos más adelante).



Glicolisis. Vía: wikimedia

El piruvato que se ha obtenido de la glicolisis entra en la mitocondria y mediante un complejo enzimático conocido como “complejo piruvato deshidrogenasa” sufre una descarboxilación oxidativa para dar lugar a un compuesto de dos carbonos central en el metabolismo, el acetil coenzima-A, junto con 1 NADH. Esta última reacción conlleva, como su propio nombre indica, la eliminación de un grupo carboxilo (COO-) que se liberará en forma de CO2.
  
Transformación del piruvato en acetil-CoA Vía: bioquimicaqui
Por su parte, el acetil coenzima-A se unirá a una molécula de oxalacetato entrando de nuevo en otra ruta metabólica conocida de forma general como ciclo de Krebs. En esta vía, por cada acetil coenzima-A que entra se eliminan 2 moléculas de CO2 para obtener de nuevo una molécula de oxalacetato. Además, se liberan 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP. Como entran dos acetil coenzima-A por glucosa tendremos por tanto, el doble de cada producto. 

Ciclo de Krebs o del ácido cítrico. Via: wikimedia

Resumiendo, por cada glucosa que entra en la célula se liberan 6 CO2 y se obtienen en total 10 NADH, 2 FADH2, 2 GTP y 2 ATP.
Ahora ya sabemos de dónde procede el CO2, pero ¿y el oxígeno? ¿Para qué se utiliza entonces? Centrémonos en dos de las moléculas obtenidas en las vías anteriores, NADH y FADH2. Al estar reducidas, estas moléculas son utilizadas como fuente de electrones por un complejo que se encuentra en la membrana interna de la mitocondria y que se conoce como “cadena de transporte electrónico” la cual, aprovechando el paso de estos electrones, crea un gradiente de H+ que será aprovechado por otro complejo para  obtener energía en forma de ATP .


Cadena de transporte electrónico y ATP-sintasa. Vía: uvigo

Si nos fijamos en la imagen superior, podemos ver como a partir de estos dos compuestos se produce un transporte electrónico a lo largo de la cadena hasta llegar al complejo IV, también llamado citocromo oxidasa. Es aquí donde adquiere protagonismo el O2, actuando como aceptor final de electrones. ¿Esto que significa? Pues que los electrones que llegan al complejo IV, tras pasar por la cadena de transporte, se van transfiriendo al oxígeno, el cual se va a ir reduciendo poco a poco hasta finalmente transformarse en agua (H2O). Todo este proceso de transferencia electrónica crea un gradiente de H+ que es utilizado por otro componente llamado complejo ATP-sintasa para sintetizar ATP.

Como podéis ver (y esto sólo es una pincelada), en el metabolismo existen una serie de mecanismos interconectados y muy bien organizados en los que el O2 y el CO2 no guardan relación directa, al contrario de lo que da a entender la primera imagen, sino que el CO2 proviene de la oxidación de la glucosa y el O2 se utiliza como aceptor final de electrones; así que la próxima vez que veáis una imagen de este tipo ya sabéis que no es correcto decir “estoy convirtiendo el oxígeno en dióxido de carbono”, sino que sería más apropiado decir “estoy convirtiendo la glucosa en dióxido de carbono” o “estoy convirtiendo el oxígeno en agua”, aunque igual suena demasiado friki.


3 comentarios:

  1. Genial!!!

    Con lo complejas que son las rutas metabólicas y lo simple que lo has explicado (añadiendo nivel en la explicación con enzimas, compuestos intermedios... pero sin perder de vista la simplicidad). Me ha gustado mucho.

    Una curiosidad. Cuando explico la respiración celular explico la combustión de hidrocarburos y en ambos casos les explico que se produce agua, cosa que les llama poderosamente la atención, ¡triste! ¿Por qué digo ¡triste!? porque se les ha repetido tanto que se desprende CO2 (o en el caso biológico que el O2 pasa a CO2, jajaja...) saltándose a la torera el principio de conservación de la masa, que realmente no entienden como ocurren las cosas. ¿Y esto es importante? Bueno, yo creo que sí. Por ejemplo, así entienden porque condensan tanta agua las ventanas en las casas calentadas por estufas catalíticas o por chimeneas.

    Un saludo.

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