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.


11 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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  2. Viendo ésta explicación y a sabiendas de que voy a plantear una tontería; si para que haya fuego se necesita oxigeno y para acabar con él se aplica CO2, pregunto:
    Se podría transformar con algún proceso o sustancia el oxígeno en CO2 para la extincion de incendios?

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  3. convirtiendo dióxido de carbono en oxígeno: CO2 + láser UV -- C + O2... 3d bioprinting = Inmortalidad = ir a las estrellas ((teclear: viaje interestelar aceleración constante))

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  4. ...3d bioprinting-Inmortalidad (relojes biológicos: revertir envejecimiento)… vejez telómero corto, Juventud Telómero Largo...ON... Inmortalidad, allá vamos...goooooo!>>… modificando Relojes Biológicos para en cada cumpleaños tener 1 año menos de edad biológica...hasta llegar a los 18, entonces volver a cumplir 1 más hasta llegar a los 50, entonces de nuevo marcha atrás...y así para toda la Eternidad... hasta que llegue un accidente: tu Memoria grabada al nuevo joven perfecto idéntico Cuerpo Bioimpreso y...la Inmortalidad...ya no importan los accidentes.

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  5. ...viaje interestelar aceleración constante (Katherine Johnson, "la chica" matemática genio que traspasó las Puertas de la Historia para entrar en la Leyenda)... sus profesores a los padres cuando aún era una niña prodigio: "tenéis que hacerlo, tenéis que ver hasta dónde llega...", "decidme donde queréis que caiga en el océano y yo os diré desde donde tenéis que lanzarlo", les decía a los científicos de la NASA cuando los primeros astronautas, a los que le iba la vida en ello, decían "que la chica haga los cálculos"... "El avión pequeño que cayó del cielo", nadie sabía entonces porque, ella descubrió y demostró matemáticamente que habían sido los vórtices de punta de ala de un avión grande que le precedía volando algo más alto, esa turbulencia de otras puntas de ala hizo que aquella avioneta se estrellara. Y hasta hoy en que la Aeronáutica sabe lo que Katherine descubrió (en el periódico que dio la noticia no mencionaron su nombre como autora). Pero como era mujer y negra le adjudicaron el mérito a su jefe del departamento y a ella la dejaron como ayudante. Y tantos descubrimientos y cálculos de órbitas que hizo para hacer ir y volver con seguridad a los Apollo de la Luna, a los que llevó literalmente de su mano. A Katherine Johnson le pidieron la Luna y ella no se echó atrás, con poco más que un lápiz, una regla de cálculo y una incipiente informática, que ella tenía que verificar, trazó con precisión las trayectorias que permitirían el aterrizaje... NASA: "y los logros que no podríamos haber alcanzado sin ella"... "Katherine haz el cálculo"... (Cuando un día un funcionario fue a preguntarle al jefe por esos trabajos, este le dijo "mire hable con Katherine porque ella es en realidad la que lo hace casi todo"). No es de extrañar en un país donde sus religiosos presidentes dicen eso de "que Dios bendiga a los Estados Unidos de América" (y al resto del Mundo que lo parta un rayo), un país en el que a la casa del presidente le llaman la casa "blanca". Aunque tardíos, al fin desde 2015 reconocimientos de la NASA y la nación: Medalla Presidencial Libertad, y en Langley "Centro Katherine G. Johnson", y Medalla de Oro del Congreso. (Sus publicaciones científicas: Wikipedia Katherine Johnson (12)... Matemática Katherine Johnson: Honor y Gloria Eternas... Ya debe haber en el Universo una estrella llamada Katherine Johnson.

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    1. lo que hay que eliminar ya del Universo son los nombres de indignos sucios homovicios mitológicos (religión) como el tal Júpiter y "su" Ganímedes que por ese "merito" estan ahí. Hay que renombrar ya todos los objetos del Universo con nombres dignos de verdaderos y verdaderas genios. Claro que antes hay que mandar ya de una vez religiones a hacer puñ

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    2. Cuando estés en el espacio aproximándote al punto de inserción orbital en Marte y el ordenador de abordo vaya cantando..."1 minuto para el punto de inserción orbital, 30 segundos, 10 segundos..." entonces es cuando te acordarás bien de Katherine Johnson.

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