El documento describe el metabolismo celular, incluyendo sus objetivos, procesos y rutas metabólicas principales. Explica que el metabolismo consiste en reacciones químicas que convierten los alimentos en energía a través de procesos como la glucólisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. También cubre conceptos como el ATP, las enzimas y sus funciones en la regulación del metabolismo celular.

1. UNAJ

2. Cristhian Y. Hilasaca Zea
Sesión 09
Bioquímica de los
alimentos
Metabolismo

3. Pautas de la sesión:
Tiempo aproximado: 20 minutos
Conservar el silencio durante la
presentación
Realizar preguntas
Momento en que responderé las
preguntas formuladas.

4. Objetivos de la sesión online:
✓ Conocer el proceso del metabolismo celular,
sus partes, la interacción, rutas metabólicas y
generación de energía; organizando toda la
información provista, respondiendo con el
vocabulario adecuado y trabajando de manera
grupal y responsable.

5. Contenidos:
▪ Introducción
▪ Definición
▪ Energía
▪ Funciones
▪ Tipos de metabolismo
▪ Rutas metabólicas
▪ Glucólisis
▪ Ciclo de Krebs
▪ Fosforilación oxidativa
▪ Balance energético

6. El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que
tienen lugar en las células del cuerpo para convertir los
alimentos en energía. Nuestro cuerpo necesita esta energía
para todo lo que hacemos, desde movernos hasta pensar o
crecer.
Hay unas proteínas específicas en el cuerpo que controlan las
reacciones químicas del metabolismo. Miles de reacciones
metabólicas ocurren al mismo tiempo, todas ellas reguladas
por el cuerpo, para que nuestras células se mantengan sanas
y funcionen bien.
INTRODUCCIÓN

7. Concepto
▪ Las células son pequeñas fábricas en las que se procesan
materiales a escala molecular, estos procesos se llevan a cabo a
través de reacciones químicas. Al conjunto de reacciones químicas
celulares se lo conoce con el nombre de metabolismo celular.
▪ El metabolismo tiene dos componentes complementarios:
• Catabolismo
• Anabolismo

8. Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la
finalidad de obtener energía para sustentar las diferentes funciones vitales y
moléculas para crecer y renovarse

9. Funciones del metabolismo
▪ Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena
en forma de ATP. Esta energía se obtiene por degradación de los
nutrientes.
▪ Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que
serán utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos
como reserva.

10. Cuadro comparativo
Vías catabólicas Vías anabólicas
▪ Degradativas (oxidación) ▪ Sintetizan (crean, producen)
▪ Transfoman sustancias
complejas en simples.
▪ Transforman sustancias
simples en complejas.
▪ Reacciones exergónicas
(liberan energía).
▪ Reacciones endergónicas
8incorporan energía).
▪ Productos con menor energía
química que los reactivos.
▪ Productos con más energía
química que los reactivos.

11. Energía de
las
moléculas
Energía de
las
moléculas
Dirección de la reacción
Dirección de la reacción

12. Procesos complementarios
Biomoléculas
complejas
Biomoléculas
complejas
Biomoléculas simples

13. Procesos complementarios

14. Regulación del metabolismo:
las Enzimas
▪ Todas las reacciones químicas
requieren para que se produzcan
una energía de activación,
energía necesaria para romper
los enlaces químicos.
▪ Las enzimas son catalizadores
orgánicos (proteínas globulares)
cuya función es la de disminuir la
energía de activación que se
requiere en una reacción química,
estableciendo una asociación
temporaria con el o con los
reaccionantes.

15. Características de las enzimas
▪ Son específicas, siempre actúan catalizando las mismas
reacciones, siempre actúan sobre el mismo sustrato.
▪ Son eficientes en cantidades ínfimas, es decir, actúan en bajas
concentraciones.
▪ No se alteran químicamente después de actuar, es decir, que se
recuperan por completo después de la reacción y pueden volver
a combinarse con nuevos reactantes.
▪ No afectan el equilibrio químico de la reacción, solo modifican
su velocidad.
▪ La actividad enzimática está regulada.

16. Vías enzimáticas
▪ Las enzimas actúan de manera acoplada y en series,
constituyendo las vías metabólicas.
▪ El producto de una reacción enzimática sirve como sustrato
a la siguiente.

17. Transporte de energía en las células:
ATP (adenosin trifosfato)
▪ Las necesidades energéticas momentáneas de una célula no
pueden ser satisfechas por las reservas de lípidos o glúcidos. Estas
moléculas complejas deben transformarse antes en un compuesto
fácilmente disponible, energéticamente hablando, para que las
células puedan utilizarlos.
▪ En todas las células vivas, la energía se almacena por un tiempo en
un compuesto químico, el adenosín trifosfato (ATP), que contiene
energía de fácil acceso.

18. Estructura de la molécula de ATP
▪ ATP: es un nucleótido y como tal
esta formado por una base
nitrogenada (adenina), un
azúcar (ribosa) y 3 grupos
fosfatos.
▪ Los grupos fosfatos pueden
unirse o separase, al separase
liberan la energía.
▪ ATP pierde un grupo fosfato se
transforma en ADP (adenosín
difosfato) que luego podrá ser
reconvertido en ATP.
▪ Esta última transformación
requiere energía que se
almacenará en el enlace
formado.

19. ▪ Aporta la energía (química) que necesitan las múltiples reacciones
químicas que ocurren en el organismo.
▪ Aporta la energía necesaria para la ocurrencia de casi todos los
procesos celulares (respiración, secreción hormonal, biosíntesis de
sustancias, transmisión de impulsos nerviosos, división celular)
▪ Aporta la energía necesaria para el transporte de sustancias a través
de membranas.
▪ Facilita la energía necesaria para la contracción muscular.
Funciones del ATP

20. Vías catabólicas:
El catabolismo comprende
▪ La degradación de moléculas orgánicas, cuya finalidad es la
obtención de energía.
▪ Ésta energía puede ser convertida en ATP mediante un proceso
químico.
▪ Las principales sustancias degradas son los hidratos de carbono
como la glucosa. Otras sustancias degradas para obtener energía
son los lípidos y las proteínas.

21. Catabolismo de hidratos de carbono:
degradación de glucosa
Catabolismo de glucosa
glucólisis
Respiración celular
Degradación
completa a MI
Fermentación
Degradación incompleta
a MO pequeñas
Respiración
aeróbica
(con O2)
Alcohólica Láctica
Producto final:
CO2 y H2O
Respiración
anaeróbica
(sin O2)
Producto final:
Ácido láctico
Producto final:
Etanol
36 ATP
4 ATP

22. Proceso de óxido-reducción
Proceso químico en el que:
Molécula que se
oxída
(agente reductor)
Molécula que se
reduce
(agente oxidante
- pierde e-
- pierde H+
- Aumenta
unión con O
- gana e-
- gana H+
- disminuye
unión con O
e-
transfiere

23. Respiración celular aeróbica:
degradación de glucosa
Oxígeno
(O2)
Glucosa
(C6H12O6)
Dióxido de carbono
(CO2)
Agua
(H2O)
se oxida a se reduce a
transfiere
e-
Transportadores de e-
Oxidados Reducidos
NAD+ NAD
FAD+ FADH2

24. Etapas del proceso
Glucólisis
Formación de
acetil CoA
Ciclo de Krebs
Cadena transportadora
de e- y fosforilación
oxidativa
Citoplasma
Crestas mitocondriales
Matriz mitocondrial

25. Reacción global y proceso
1 C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
con liberación de energía y producción
de ATP

26. Glucólisis:
1 glucosa → 2ac.pirúvico
Formación de acetil CoA:
Ac pirúvivo + CoA → acetil CoA + CO2
Ciclo de Krebs:
Ac. oxalacético + acetil → ácido cítrico
Cadena transportadora de e- y
fosforilación oxidativa
Glucosa
(C6H12O6)
Ac. Pirúvico (C3H4O3)
2 ATP
NADH
O2
2 CO2
NADH
FADH2
2 ATP
CO2
NADH
H 2 O
32 ATP
Acetil (C2H3O)
NADH
FADH2
NAD+
NAD+
FAD+

27. Moléculas orgánicas que pueden ser
degradadas para obtener energía

28. Vías anabólicas
El anabolismo es el responsable de:
▪ La formación de los componentes celulares y tejidos
corporales y por tanto del crecimiento.
▪ El almacenamiento de energía mediante enlaces químicos
en moléculas orgánicas.
▪ Todas las biomoléculas se originan através de esta vía
metabólica con gasto de ATP.

29. Biosíntesis
monosacáridos monosacáridos Polisacáridos
Aminoácidos aminoácidos proteínas
nucleótidos nucleótidos
Ácidos
nucleícos
Glicerol
Ácidos
grasos
Grasas
neutras
ATP
ATP
ATP
ATP

30. Requerimientos
En las rutas metabólicas se necesitan numerosas y específicas enzimas
que van conformando los pasos y productos intermedios de las rutas.
Pero, además, son necesarios varios tipos de moléculas
indispensables para su desarrollo final:
metabolitos (moléculas que ingresan en la ruta para su degradación o
para participar en la síntesis de otras sustancias más complejas),
nucleótidos (moléculas que permiten la oxidación y reducción de los
metabolitos),
moléculas energéticas (ATP y GTP o la Coenzima A que, al almacenar o
desprender fosfato de sus moléculas, liberan o almacenan energía),
moléculas ambientales (oxígeno, agua, dióxido de carbono, etc. que se
encuentran al comienzo o final de algún proceso metabólico).

31. El conjunto de reacciones químicas y enzimáticas se denomina ruta o vía metabólica

36. Catabolismo de biomoléculas
ruta catabólica inicial de los
a) glúcidos → Glucólisis
b) Aácidos → desaminación
c) Grasas → b oxidación
el metabolito intermediario
de todas las rutas es el
Ácido pirúvico
El catabolismo aerobio está
formado por varias rutas metabólicas
que conducen finalmente a la
obtención de moléculas de ATP

68. Glucolisis

69. Glucolisis
• Lisis de la glucosa
• Posee nueve reacciones distintas, cada una mediada
por una enzima especifica.
• Se forman dos moléculas de ácido pirúvico, con la
producción acompañante de ATP.
• La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de
NADH por cada molécula de glucosa.
• NADH: dinucleótido de nicotinamida adenina
(abreviada NAD+ en su forma oxidada y NADH en su
forma reducida) es una coenzima que contiene la
vitamina B3 y cuya función principal es el intercambio
electrones e iones hidrógeno es en la producción de
energía de todas las células.

70. • Las reacciones de la glucólisis se realizan en el
citoplasma.
• Puede darse en condiciones anaerobias.
• Los primeros cuatro pasos de la glucólisis sirven
para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y
convertirla en dos moléculas del compuesto de 3
carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL).
• En estas reacciones se invierten dos moléculas de
ATP a fin de activar la molécula de glucosa y
prepararla para su ruptura.

71. Paso 1
• La serie de reacciones
glucolíticas se inicia con la
activación de la glucosa.
• La reacción del ATP con la
glucosa para producir glucosa 6-
fosfato y ADP es exergónica.
Parte de la energía liberada se
conserva en el enlace que une
al fosfato con la molécula de
glucosa que entonces se
energiza
Glucosa + ATP glucosa 6 fosfato + ADP

72. Paso 2
• La glucosa 6-fosfato sufre una
reacción de reordenamiento
catalizada por una isomerasa,
con lo que se forma fructosa 6-
fosfato.

73. Paso 3
• La fructosa 6-fosfato acepta un
segundo fosfato del ATP, con lo
que se genera fructosa 1,6-
difosfato; es decir fructosa con
fosfatos en las posiciones 1 y 6.
• La enzima que regula esta
reacción es la
fosfofructoquinasa.
• Nótese que hasta ahora se han
invertido dos moléculas de ATP y
no se ha recuperado energía.

74. Paso 3
• La fosfofructocinasa es una enzima alostérica (posee
un centro alostérico que aumenta o disminuye su
actividad, según el caso).
• el ATP es un efector alostérico que la inhibe. La
interacción alostérica entre ellos es el principal
mecanismo regulador de la glucólisis.
• Si existe ATP en cantidades suficientes para otros fines
de la célula, el ATP inhibe la actividad de la enzima y así
cesa la producción de ATP y se conserva glucosa.
• Al agotar la célula la provisión de ATP, la enzima se
desinhibe y se reanuda la degradación de la glucosa.
Este es uno de los puntos principales del control de la
producción de ATP.

75. Paso 4
• La fructosa 1,6 -difosfato se divide
luego en dos azúcares de 3
carbonos, (gliceraldehído 3-fosfato y
dihidroxiacetona fosfato).
• La dihidroxiacetona fosfato es
convertida enzimáticamente(por la
enzima isomerasa) en gliceraldehído
fósfato.
• Debemos recordar que hasta el
momento no se ha obtenido
ninguna energía biológicamente útil.
En reacciones subsecuentes, la
célula recupera parte de la energía
contenida en el PGAL o
Glicelaldehído-3-fosfato (del inglés
"phosphoglyceraldehyde")
.

76. Paso 5
• Las moléculas de PGAL se oxidan
es decir, se eliminan átomos de
hidrógeno con sus electrones, y el
NAD+ se reduce a NADH.
• Esta es la primera reacción de la
cual la célula cosecha energía.
• El producto de esta reacción es el
fosfoglicerato. Este compuesto
reacciona con un fosfato
inorgánico (Pi) para formar 1,3
difosfoglicerato.
• El grupo fosfato recién
incorporado se encuentra unido
por medio de un enlace de alta
energía.

77. Paso 6
• El fosfato rico en energía
reacciona con el ADP
(adenosindifosfato) para
formar ATP. (en total dos
moléculas de ATP por
molécula de glucosa).
• Esa transferencia de energía
desde un compuesto con un
fosfato, de alta energía se
conoce como fosforilación.
.

78. Paso 7
• El grupo fosfato
remanente se
transfiere
enzimáticamente de
la posición 3 a la
posición 2 (ácido 2-
fosfoglicérico).
).

79. Paso 8
• En este paso se elimina
una molécula de agua
del compuesto 3
carbono. Este
reordenamiento interno
de la molécula
concentra energía en la
vecindad del grupo
fosfato.
• El producto es el ácido
fosfoenolpirúvico (PEP).

80. Paso 9
• El ácido
fosfoenolpirúvico tiene
la capacidad de
transferir su grupo
fosfato a una molécula
de ADP para formar ATP
y ácido pirúvico. (dos
moléculas de ATP y ácido
pirúvico por cada
molécula de glucosa).

81. RESUMEN DE LA GLUCÓLISIS
Resumen de las dos etapas de la
glucólisis. En la primera etapa se
utilizan 2 ATP y la segunda produce 4
ATP y 2 NADH. Otros azúcares,
además de la glucosa, como la
manosa, galactosa y las pentosas, así
como el glucógeno y el almidón,
pueden ingresar en la glucólisis una
vez convertidos en glucosa 6-fosfato.

83. Rendimiento del Proceso
• Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria,
originará 2,5 moléculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5).
• Cada FADH2 dará lugar a 1,5 ATP.
• 1 GTP = 1 ATP
Por tanto; 7,5 + 1,5 + 1 GTP = 10 ATP
(por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs).

84. • Cada molécula de glucosa produce
(vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que
a su vez producen dos acetil-COA, por lo que
por cada molécula de glucosa en el ciclo de
Krebs se produce:
• 4CO2
• 2 GTP (2 ATP),
• 6 NADH (2,5 x 6 = 15 ATP)
• 6H +,
• 2 FADH2(1,5 X 2 = 3 ATP)
Total = 32 ATP.

85. CICLO
DE
KREBS

86. CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los
ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) es un
ciclo metabólico de importancia fundamental en
todas las células que utilizan oxígeno durante el
proceso de respiración celular. En estos organismos
aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción
de las rutas metabólicas responsables de la
degradación y desasimilación de los carbohidratos,
las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y
agua, con la formación de energía química.

87. El ciclo de Krebs es una ruta metabólica
anfibólica, ya que participa tanto en procesos
catabólicos como anabólicos. Este ciclo
proporciona muchos precursores para la
producción de algunos aminoácidos, como por
ejemplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como
otras moléculas fundamentales para la célula.

88. VISIÓN
GENERAL DEL
CICLO DE
KREBS

89. El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células
eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.
El catabolismo glucídico y lipídico (a través de la glucolisis y la
beta oxidación), produce acetil-CoA, un grupo acetilo enlazado al
coenzima A. El acetil-CoA constituye el principal sustrato del
ciclo. Su entrada consiste en una condensación con oxalacetato,
al generar citrato.

90. Etapas
del
Ciclo de Krebs

91. Citrato sintasa: el acetil (grupo de 2 carbonos), procedente de la
degradación de moléculas complejas se une a la Coenzima A
para entrar al ciclo. El acetil-CoA transfiere el acetil al
oxalacetato (molécula de 4 carbonos) para formar una molécula
de ácido cítrico (6 carbonos, 6C). Este paso está catalizado por la
citrato sintasa y se consume una molécula de agua en el
proceso. El citrato que se forma es capaz de impedir la actividad
de la citrato sintasa, por lo que hasta que no se acaba el citrato
no continúa generándose.

92. 2. A continuación el citrato se convierte en cis-Aconitato (que
el mismo enzima catalizara el cambio a isocitrato) mediante
la aconitasa. El isocitrato (6 carbonos) es una forma
isomérica del citrato, pero sirve como sustrato para el
siguiente enzima.

93. 3. La isocitrato deshidrogenasa oxidará el isocitrato a
oxoglutarato (6C). En este proceso se genera poder reductor,
que será almacenado en un NAD+ que se reducirá a NADH.
Esta enzima transforma el isocitrato en oxalsuccinato este
cambio modifica la electronegatividad de la molécula,
produciéndose una descarboxilación, la rotura de un grupo
carboxilo (se elimina en forma de CO2) al perder este
carbono se denomina alfa-cetoglutarato o oxoglutarato (con 5
carbonos)

94. 4. La a-cetoglutarato deshidrogenasa transformará el a-
cetoglutarato en succinil-CoA (el succinil tiene 4 carbonos)
mediante una descarboxilación oxidativa, se pierde otro
grupo carboxilo. Este proceso se lleva a cabo en tres pasos,
realizados por 3 subunidades del enzima. En este proceso
se genera mucha energía, parte de ella servirá para unir
una molécula de CoA y el resto se almacena en forma de
poder reductor en NAD+, que se convierte en NADH.

95. 5. El succinil-CoA será hidrolizado por la succinil-
CoA sintetasa para dar succinil. Esta enzima rompe el
enlace entre la conenzimaA y el succil. El cosustrato de
esta reacción es el GDP (guanín difosfato) que
aprovechará la energía de la reacción para unir un
fosforo inorgánico (Pi) y formar GTP.

96. 6. El succinato (4C) es transformado en fumarato (4C) por la
succinato deshidrogenasa, la oxidación de la molécula, el
poder reductor que se genera se almacena en la FADH2 que
almacena menor energía que el NAD+, puesto que esta
oxidación no es tan energética.

97. 7. El fumarato mediante la fumarasa es
convertido en L-malato mediante la hidratación
con un grupo –OH desde una molécula de agua.

98. 8. El malato se oxida por la malato deshidrogenasa dando
oxalacetato, generando una última molécula de a
NADH. Al final de este paso obtenemos nuevamente
oxalacetato (4C), que puede ser utilizado por el primer
enzima del ciclo para volver a generar energía.

103. IMPORTANCIA DEL CICLO
DE KREBS

104. Al ser un proceso tan importante necesita una
regulación compleja para optimizar el proceso de
degradación de moléculas. Las altas
concentraciones de ATP y otros productos
reducidos (NADH+H+ y FADH2) inhiben la
formación de la acetil-CoA. Además estas
moléculas energéticas pueden permanecer unidas
a los enzimas que la forman impidiendo que se
degrade un sustrato si las necesidades energéticas
no aumentan. Finalmente el primer enzima del
ciclo, la citrato sintasa, solo funciona en un
sentido, por lo que necesita de la presencia de
oxalacetato y Acetil-CoA para arrancar la vía.

105.  Recibe este nombre en
honor al científico
alemán Hans Adolf
Krebs quien junto con
Fritz Albert Lipmann
describió el ciclo que
lleva su nombre y la
coenzima A (CoA),
principal precursor del
sustrato del ciclo. Por
este descubrimiento
ambos recibieron en
1953 el premio Nobel de
Fisiología y Medicina.

106.  El ciclo de Krebs forma parte
del proceso respiratorio
celular, puesto que requiere
moléculas de oxígeno (para la
oxidación de sustratos) y
elimina moléculas de dióxido
carbónico resultantes de la
degradación de los
tricarboxilos (en los pasos de
descarboxilación).
Igualmente el ciclo de Krebs
también participa en la
formación de algunas
moléculas, los productos
resultantes de algunos de sus
enzimas son utilizados para
la síntesis. El alfa-
cetoglutarato se utiliza en la
síntesis de glutamato y el
oxalacetato en la síntesis del
aspartato, ambos
aminoácidos son necesarios
para la síntesis de proteínas.

108. Fosforilación Oxidativa.
• La fosforilación oxidativa
constituye la tercera y
última etapa de la
respiración celular. En ella se
forma el ATP a partir de ADP
+ Pi, reacción catalizada por
la ATP sintasa utilizando la
energía almacenada en el
gradiente protónico

109. Estructura de la ATP sintetasa
• El complejo V o ATP sintetasa está formado
por tres porciones:
1. La cabeza, llamada subunidad F1, sitio
donde se sintetiza el ATP.
2. El cuello, que une la cabeza con la
membrana.
3. La base, que se encuentra dentro de la
membrana y que es por donde pasan los
protones desde el espacio inter-
membranoso a la matriz mitocondrial.

110. Balance energético de la respiración
celular.
• Por cada 4 moles de H+ se
forma un mol de ATP.
• Si los H se incorporan por
NADH son 10 moles de H+ y
por tanto 2,5 moles de ATP.
• Si se incorporan por FADH2
son 6 moles de H+ y por
tanto 1,5 moles de ATP

111. Rendimiento energético
por cada Acetil CoA que ingresa al
Ciclo de Krebs
3 NADH 2.5 ATP 7,5 ATP
1 FADH2 1,5 ATP 1,5 ATP
1 GTP 1 ATP
Total 10 moles de ATP

112. Teoría quimiosmótica
•El transporte de electrones crea un gradiente de
protones.
•La membrana interna de la mitocondria es
impermeable a los protones.
•Los transportadores de electrones están organizados
en la membrana de forma vectorial.
•La ATP sintetasa está situada vectorialmente en la
membrana.

113. Cit C
ATP
ADP + Pi
NAD+
+
+
Comp.
I
e e
e e
+
+
Comp.
III
e e
+
+
Comp.IV
e e
e e
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
Funcionamiento de la cadena respiratoria
NADH
Matríz
Espacio intermembranoso

114. Regulación de la respiración celular
➢A nivel del ciclo de Krebs
• Disponibilidad de acetil CoA y de ácido oxalacético; y niveles de
NADH.H+.
• Relación ATP/ADP.
➢A nivel de la cadena transportadora de electrones
• Disponibilidad de cofactores reducidos y O2.
➢A nivel de la ATP sintetasa
• Pobre gradiente protónico y relación ATP/ADP alta, inhibida por
Ca2+.

115. Succínico Fumárico
4 H+
4 H+
2 H+
Organización de los componentes e inhibidores
NADH Desh
Fe-S.
Succínico
Desh.
Fe-S.
Citocromos
b,c1, Fe-S
Cit a, a3,
Cuproprot
Actinomicina A
Rotenona
CN y CO
FAD
FADH2

116. Efectos de los inhibidores de la
cadena transportadora de electrones
• Detención del consumo de oxígeno.
• Detención de la formación de agua.
• Detención de la oxidación de los sustratos.
• No se forma el gradiente de protones.
• Detención de la síntesis de ATP.
❖ Estos inhibidores se combinan con algún transportador
e impiden que cumplan su función.

117. •¿Por qué una sobredosis de barbitúricos puede
causar la muerte?
➢Los barbitúricos inhiben el complejo I de la CTe-
•¿Po qué el sufrimiento fetal agudo provocado por
deficiencia de O2 puede provocar lesiones
permanentes e incluso la muerte?
➢El déficit de O2 hace que no ocurra el transporte de
electrones por lo que no se formará el gradiente y
no habrá síntesis de ATP.
Interrogantes ??

118. Efectos de los inhibidores de la
fosforilación oxidativa
• Detención del consumo de oxígeno.
• Detención de la formación de agua.
• Detención de la oxidación de los sustratos.
• Detención de la síntesis de ATP.
❖ Impiden el uso del gradiente por lo que
éste no se disipa

119. Efectos de los desacopladores de la
cadena respiratoria.
• Aumento del consumo de oxígeno.
• Aumento de la formación de agua.
• Aumento de la oxidación de los sustratos.
• Detención de la síntesis de ATP.
• Disipación del gradiente de protones.
• Liberación de energía en forma de calor.
❖ Hacen permeable la membrana interna a los
protones. No se forma el gradiente

120. Marilyn Monroe, actriz que
saltó a la fama en el año 1953
y falleció el 5 de agosto de
1962 a causa de una sobredosis
de barbitúricos
• Los barbitúricos son una familia de fármacos derivados del ácido
barbitúrico que producen depresión del sistema nervioso central.
• Dependiendo de su dosis y formulación tienen un efecto sedante
(tranquilizante), hipnótico (inductor del sueño), anticonvulsivo o
anestésico.
• La diferencia entre la dosis terapéutica y la tóxica es muy pequeña, por lo
que una pequeña variación puede suponer un riesgo muy importante,
incluso de muerte.

121. •¿Por qué una sobredosis de
barbitúricos puede causar la
muerte?

122. CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES
• La cadena transportadora de electrones constituye una
serie de reacciones de oxidación-reducción de forma
secuencial donde los electrones van pasando a través
de 4 complejos hasta llegar al oxígeno, obteniéndose
como producto final H2O y un gradiente electroquímico
de protones.

123. Resumiendo …
El metabolismo es la suma de reacciones enzimáticas que
tienen lugar en la célula. Actividad en la que participan
muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos mutuamente
relacionados, intercambiando materia y energía entre la
célula y su entorno.
Las funciones Específicas del metabolismo son :
1) Obtención de energía Química (a partir de moléculas
combustibles o de la luz solar).
2) Converisión de principios nutritivos exógenos en sillares
de construcción o precursores de las macromoléculas.
3) Ensamble de los sillares para formar proteínas, ácidos
nucleícos, lípídos y otros componentes célulares.
4) Formación y degradación de biomoléculas necesarias
para las funciones especializadas de las células.

124. Glucosa
6-fosfatasa
Glucosa
sanguínea
Exportación a los
téjidos periféricos Acetil CoA
Colesterol
Sales biliares
6-fosfogluconato y NADPH
(para la síntesis de ácidos
grasos y colesterol)
Ruta del
fosfogluconato
Glucosa Glucosa 6-fosfato
Piruvato
GLUCOLISIS
Acidos Grasos
Triglicéridos y
fosfolípidos
CO2 + H2O
ATP
O2 Ciclo
ATC
PO
Glucógeno
Glucógeno
sintetasa
Glucógeno
fosforilasa
Ruta de la respiración Celular

125. Glucosa
Glucógeno,
almidón y sacarosa
almacén
Oxidación vía
pentosa fosfato
Ribosa 5-fosfato
Oxidación vía
glucólisis
Piruvato
La glucosa se
usa para
distintos
procesos, pero
el más
importante es
como fuente de
Energía

126. Célula
Núcleo
Mitocondria
Glucosa Glucosa
Ac. Pirúvico
Acetil CoA
ADP
ATP
Glucólisis
• Ciclo de Krebs
• cadenarespiratoria
• Fosforilación
oxidativa
C6H12O6
O2
O2
CO2
H2O
CO2
H2O
Rutas metabólicas incluidas en la Respiración Celular
Ocurre en el
citoplasma
Ocurren en la
mitocondria

127. Mitocondria
Acetil CoA
O2 O2
CO2
H2O
CO2
H2O
ADP
24 ADP
Balance energético y Representación global
de la Respiración Celular
Acetil CoA
Ac. Pirúvico
6 ATP
Glucosa
6 ATP
C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
ATP
ATP
24

128. Fase
Preparatoria
Fosforilación de Glucosa
y su conversión a
Gliceraldehido 3-fosfato
Primera
Reacción
importante
Glucosa 6-fosfato
Segunda
Reacción
importante
Fructosa 6-fosfato
Ruptura de
Una hexosa
(6C), en dos
Triosas (3C)
Fructosa 1,6-difosfato
Gliceraldehido 3-fosfato
Dihidroxo-acetona-fosfato
+
Glucosa a)

129. Fase
Productora
de Energía
Conersión Oxidativa de
G3P a Piruvato y su
acoplamiento en la
formación de ATP y
NADH
Gliceraldehido 3-Fosfato
1,3-Difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenol-piruvato
Piruvato
Oxidación y
Fosforilación
1a. Rección de
Fosforilación
a nivel de
sustrato.
2a. Rección de
Fosforilación
a nivel de
sustrato.
b)

130. 1.1.1.28
Piruvato
Lactato
Lactato
Deshidrogenasa
Contracción Muscular

131. Oxidación a Acetil CoA
Lactato
Complejo
Piruvato
Deshidrogenasa
NAD+
NADH + H+
+ HS-CoA
S-CoA
Piruvato
Acetil CoA + CO2

132. Piruvato
Acetaldehido
Etanol
Piruvato
Descarboxilasa
Alcohol
Deshidrogenasa
Fermentación Alcoholica

133. Glucosa
2 Piruvato
2 Acetil CoA
2 Etanol + 2CO2
2 Lactato
Glucólisis (10)
reacciones
sucesivas
Condiciones
anaeróbicas
Condiciones
aeróbicas
Fermentación
Alcoholica en
levaduras
Conversión a
Lactato en
vigorosa
contracción
muscular, en
eritrocitos y en
microorganismos
Animales, plantas y muchos
microorganismos en
condiciones aereóbicas.
Condiciones
aeróbicas
Cíclo del
Acido cítrico
4 CO2 + 4 H2O

134. CONCLUSIONES
• La cadena transportadora de electrones se acopla a la
fosforilación oxidativa mediante un gradiente de protones
que garantiza la utilización adecuada de la energía por la
célula.
• La regulación del procesos de la respiración celular
depende de niveles de ADP, ATP, cofactores oxidados y
reducidos y disponibilidad de O2.
• Existen sustancias que inhiben la cadena transportadora de
electrones, la fosforilación oxidativa o provocan el
desacoplamiento entre ambas etapas.
• El consumo de oxígeno durante la respiración celular lleva
aparejada una producción secundaria de radicales libres
que, a pesar de las defensas antioxidantes de la célula,
puede inducir una situación de estrés oxidativo, y ser lesiva
conduciendo a la muerte celular.

135. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Applewhite, T.H. 1985. “Flavor quality assessment”, cap. 5, en Bailey’s Industrial Oil and fat Products, John Wiley and
Sons, Nueva York. E.U.A.
2. Ashie, I.N.A. 2003. Bioprocess Engineering of Enzymes. Food Technol. 57:44-51.
3. Barone, R., Briante, R., D’Auria, S., Febbraio, F., Vaccaro, C., Del Giudice, L., Borrelli, G.M., Di Fonzo, y Nucci, R.
1999. Purification and characterization of a lipoxygenase enzyme from durum wheat se-molina. J Agric Food Chem.
47:1924-31.
4. Biacs, P.A., y Daood, H.G. 2000. Lipoxygenase-catalysed degradation of carotenoids from tomato in the presence of
antioxidant vitamins. Biochem Soc Trans. 28:839-45.
5. Bornscheuer, U.T. y Kazlauskas, R.J. 1999. Hydrolases in Organic Synthesis: Regio- and Stereoselective
Biotransformations. Wiley-VCH Verlag, GmbH. Weinheim, Alemania.
6. Brenda. Base de datos de enzimas. http://www.brenda.uni-koeln.de.
7. Buescher, R.W. 1975. Effects of ethylene on metabolic and quality attributes in sweet potato roots. J. Food Sci.
40:1018.
8. Buescher, R.W., Hudson, J.M. y Adams, J.R. 1981. Utilization of calcium to reduce pectinolytic softening of cucumber
pickles in low-salt conditions. Lebensmitt.-Wiss. u. Technol. 14:65.
9. Chism, G.W. 1985. “Soy lipoxigenase”, cap. 9, en Flavor Chemistry of Fats and Oils, Ed. D. B. Min y T.H. Smouse,
American Oil Chemists’ Society, Champaign, E.U.A.
10. Coseteng, M.Y. y Lee, C.Y. 1987. Changes in apple polyphenol-oxidase and polyphenol concentration in relation to
degree of browning. J. Food Sci. 52:985.

136. ¡Gracias!

137. www.unaj.edu.pe