El catabolismo incluye procesos de degradación como la respiración y la fermentación. La respiración da como productos moléculas inorgánicas y libera más energía, mientras que la fermentación es un catabolismo parcial que produce moléculas orgánicas y libera poca energía. El destino del ácido pirúvico, producto final de la glucólisis, depende del tipo de célula: en anaerobias estrictas se produce fermentación, en anaerobias facultativas se produce fermentación

1. Catabolismo

2. Metabolismo
• Conjunto de procesos químicos que se producen en
la célula catalizados por enzimas y que tienen por
objetivo la obtención de materia y energía para
sustentar las diferentes funciones vitales.

3. Fases del metabolismo celular
CATABOLISMO ANABOLISMO
• Son reacciones de degradación.
• Son reacciones de oxidación.
• Desprenden energía (contenida en los
enlaces químicos), exotérmicos. Se
almacena en el ATP. AG<0
• A partir de muchos sustratos diferentes
se forman casi siempre los mismos
productos, principalmente dióxido de
carbono, ácido pirúvico y etanol.
• Es un conjunto de vías metabólicas
convergentes.
• Es un conjunto de vías metabólicas
divergentes.
• A partir de unos pocos sustratos se
pueden formar muchos productos,
diferentes.
• Precisan energía (ATP), endotérmicos.
AG>0 (No espontáneos)
• Son reacciones de reducción.
• Son reacciones de síntesis.
• Consisten en la transformación de
moléculas orgánicas complejas en otras
más sencillas.
• Se genera poder reductor (NADH +
H+
).
• Tiene lugar tanto en autótrofos como
heterótrofos.
• Se forma materia orgánica compleja a
partir de otra más sencilla. (fabricación
de H.C, lípidos… renovación
estructuras…)
• Se precisa poder reductor.
• Algunas exclusivas de autótrofos,
otras ocurren tanto en autótrofos
como heterótrofos.

4. El anabolismo y el catabolismo no son dos procesos aislados e
independientes. Ambos procesos están conectados entre sí. El
catabolismo libera energía que se utiliza en el anabolismo y
suministra la materia prima necesaria que participa en los
procesos anabólicos. Por ello, muchas de las reacciones van a
ser pasos comunes a ambos procesos, aunque con distinta
direccionabilidad.
Vías anfibólicas: las que participan tanto en el catabolismo
como en el anabolismo

5. Analogía que muestra el concepto de reacción acoplada.
Reacción NO acoplada Reacción acoplada
Características de las reacciones metabólicas
Las reacciones metabólicas están acopladas energéticamente a
través del ATP.

6. El ATP se puede sintetizar de tres formas diferentes:
• fosforilación a nivel de sustrato
• fosforilación oxidativa: membrana interna de mitocondrias
• fotofosforilación: transformación de la energía lumínica en las
membranas de los tilacoides.

8. Reducción: ganancia de electrones de un átomo o
molécula.
Oxidación: pérdida de electrones de un átomo o
molécula. Las oxidaciones van acompañadas de
pérdidas de átomos de hidrógeno o de su electrón
Ocurren de forma
simultánea
Las reacciones metabólicas son
reacciones de oxidorreducción

9. Cuando un sustrato reducido es oxidado, el NAD+ se reduce según la ecuación
siguiente:
NAD+
+ 2H+
+ 2e–
NADH + H+
Esta reacción solamente representa una parte del proceso redox; siempre hay un
metabolito que cede los electrones para que otro compuesto, la coenzima, en este
caso el nucleótido, los capte.

10. MOLÉCULAS
DADORAS de H
(se oxidan)
MOLÉCULAS
ACEPTORAS de H
(se reducirán)
NAD+
NADP+
FAD
(transportadores de H)
H H

11. REACCIONES REDOX
COMPUESTO
OXIDADO
COMPUESTO
REDUCIDO
Reacciones redox
A BO+ AO B+
AH B+ A BH+
A B+ A+
B-
+
e-
B
BH
B-
AO
A
A+
OXIDACIÓN
REDUCCIÓN
HIDRÓGENO ELECTRONES ENERGÍA
ELIMINACIÓN
ADICIÓN
ELIMINACIÓN
ADICIÓN
LIBERACIÓN
ALMACENAMIENTO
CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES REDOX
El potencial redox indica la facilidad o dificultad en ceder o captar electrones. Un
potencial redox muy electronegativo indica mucha facilidad para ceder electrones, es
decir para oxidarse. Así se libera energía que es captada para formar ATP.

12. Las reacciones metabólicas están
encadenadas, compartimentadas y son
catalizadas por enzimas
El producto de una reacción es el sustrato de la siguiente.
Los productos intermedios se denominan metabolitos.
Las vías pueden ser lineales, ramificadas o cíclicas.
Distintas reacciones se llevan a cabo en orgánulos diferentes.
Las enzimas que actúan son específicas y las condiciones pueden
ser diferentes en los distintos compartimentos.
Todo lo anterior implica una mayor regulación y una mayor
economía en el proceso.

13. Cada uno de los conjuntos de reacciones encadenadas que constituyen
el metabolismo se denomina vía o ruta metabólica.
Las rutas metabólicas pueden ser: lineales, ramificadas y cíclicas.

16. Catabolismo. Características y tipos
Conjunto de reacciones de transformación de moléculas orgánicas en otras moléculas
orgánicas más simples o en moléculas inorgánicas. Son reacciones de oxidación y
exergónicas.
Dos tipos: respiración y fermentación.
Respiración: da lugar a productos inorgánicos
respiración aerobia: presenta O2 como último aceptor de e-
al unirse con los
hidrógenos liberados en la oxidación. Rinde H2O. La realizan las células
eucariotas y muchas procariotas.
respiración anaerobia: presenta como último aceptor de e-
sustancias
inorgánicas diferentes del O2. Exclusivo de células procariotas.
Fermentación: catabolismo parcial. El último aceptor de e-
es una molécula orgánica, y
los productos finales son sustancias orgánicas. Son reacciones anaerobias y liberan
poca energía. La realizan células procariotas y algunas eucariotas como levaduras y
células musculares de animales.
Las células pueden clasificarse en aerobias, anaerobias facultativas y anaerobias
estrictas

17. Catabolismo
Respiración Fermentación
Aerobia Anaerobia
Oxidación total de la materia orgánica.
Los productos de reacción no
contienen energía.
Se libera toda la energía.
Oxidación parcial de la materia orgánica
Los productos de reacción contienen
todavía energía
Se libera poca energía
El aceptor final de electrones es una
molécula orgánica.
Aceptor final el O2 Aceptor final molécula
inorgánica distinta del O2
Fermentación Alcohólica
Fermentación láctica

18. En el catabolismo suelen distinguirse
tres fases:
• Fase I, fase inicial o preparatoria
las grandes moléculas se degradan
(polisacáridos a monosacáridos;
los lípidos a ác. grasos y glicerina,
y las proteínas a aminoácidos).
• Fase II o fase intermedia, los
productos de la fase I, son
convertidos en una misma
moléculas, más sencillas el Acetil-
coenzima A (acetil CoA).
• Fase III o fase final, en la que el
acetil-CoA (se incorpora al ciclo
de Krebs) da lugar a moléculas
elementales CO2 y H2O.

19. Catabolismo de glúcidos
Glucólisis
Degradación anaerobia del ácido pirúvico:
Fermentación.
Degradación aerobia del ácido pirúvico:
Ciclo de Krebs.
Cadena transportadora de
electrones.

20. Glucólisis
• LUGAR : citosol
• ORGANISMOS : tanto en procariotas como
eucariotas
• OBJETIVO : obtener ATP y NADH
• ETAPAS : 9 o 10
• BALANCE (por cada molécula de glucosa) :
 2 moléculas de ácido pirúvico
 2 moléculas de ATP
 2 moléculas de NADH
1 GLUCOSA
2 ÁCIDO PIRÚVICO

22. Etapa de activación. La glucosa, tras su
activación y transformación en otras hexosas, se
descompone en 2 gliceraldehído-3 P (3 C). Se
necesita la energía aportada por dos moléculas de
ATP.
Glucosa + 2 ATP ▬► 2 gliceraldehído 3 P + 2 ADP

23. Etapa de degradación. Las dos moléculas de
gliceraldehído-3-fosfato se oxidan después, a través
de una serie de reacciones, hasta rendir dos
moléculas de ácido pirúvico. En esta oxidación se
necesita como enzima NAD+
que se reduce a NADH.
La energía liberada en el proceso es utilizada para
fabricar cuatro moléculas de ATP.
2 Gliceraldehído3P + 2NAD+
+ 4 ADP + 2 Pi ▬►
▬► 2 Ác. Pirúvico + 2 NADH + 2H+
+ 4ATP

25. BALANCE PARCIAL : - 2 ATP
Etapa de activación
ENERGÍA CONSUMIDA
Etapa de degradación
ENERGÍA PRODUCIDA
BALANCE PARCIAL : 4 ATP + 2 NADH
BALANCE TOTAL : 2 ATP y 2 NADH + 2 ÁCIDO PIRÚVICO
Glucólisis - Resumen

26. el aceptor final de
electrones es una
sustancia
inorgánica, como
por ejemplo el O2,
NO3-, SO4-, etc., y el
dador suele ser un
compuesto
orgánico
tanto el dador
como el
aceptor final
de electrones
son dos
compuestos
orgánicos.
Destino del ácido pirúvico, producto final de la glucolisis

27. Destino del ácido pirúvico, producto final de la glucolisis
1) EN CÉLULAS ANAEROBIAS ESTRICTAS1) EN CÉLULAS ANAEROBIAS ESTRICTAS
Realizan "fermentaciones“ sólo les aportan el 5% de la
energía (2 ATP por molécula de glucosa)
Ejemplo: en la fermentación láctica (Lactobacillus acidofilus y
Sreptococcus lactis) pasa a ácido láctico (ácido 2-hidroxi-
propanoico) (CH3-CHOH-CH2OH):
2) EN CÉLULAS ANAEROBIAS FACULTATIVAS2) EN CÉLULAS ANAEROBIAS FACULTATIVAS
Realizan excepcionalmente “fermentaciones”
Ej. levaduras del genero Sacharomyces (eucariotas) realizan la
fermentación alcohólica por la que la glucosa pasa a etanol
y dióxido de carbono. Sólo produce 2 ATP.
Ej. células musculatura esquelética ante ejercicios intensos y
anaerobios realizan una fermentación láctica.
3) EN CÉLULAS AEROBIAS3) EN CÉLULAS AEROBIAS
El pirúvico pasa al interior mitocondrial y en su matriz es
degradado aún más, en presencia de O2 y desprende CO2.

28. Destino del piruvato y el NADH

29. 3
3
HS - CoA
S - CoA
NAD+ NADH H+
+
2
Piruvato Acetil - CoA
PIRUVATO
DESHIDROGENASA
Oxidación del piruvato a acetil - CoA
El ácido pirúvico formado en la glucólisis entra por transporte
activo en la Mitocondria donde el conjunto de enzimas
sistema piruvato deshidrogenasa lo Transforma en AcetilCoA.
1.- El ácido pirúvico pasa a la matriz mitocondrial
2.- Ácido pirúvico  oxidación  Acetilcoenzima A (acetil CoA)
BALANCE: 2 ácido pirúvico  2 NADH + 2 acetilCoA
(la acetil CoA conecta la Glucólisis con el Ciclo de Krebs)

30. Ciclo de Krebs
(ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico)
• LUGAR : matriz de la mitocondria (no se
requiere O2)
• OBJETIVO : obtener energía y poder reductor
• ETAPAS : cadena cíclica de 8 reacciones
• BALANCE (por cada molécula de glucosa) :
 2 moléculas de ATP
 6 moléculas de NADH
 2 moléculas de FADH2

31. Glucosa
Ácidosgrasos
Ácido oxalacético
Acetil-CoA
Coenzima A
H2O
Ácido cítrico
Ácido isocítrico
NADH
NAD +
CO2
Ácido α-cetoglutárico
NADH
NAD +
CO2
Coenzima A
Succinil-CoA
Ácido succínico
Coenzima A
GDP
GTP
ATP
ADP
Ácido fumárico
FAD
FADH2
Ácido málico
NAD + NADH
(se necesitan 2 vueltas para oxidar
1 molécula de glucosa)
• Por cada molécula de glucosa SE FORMAN:
- 2 GTP ( 2ATP)
- 6 NADH
- 2 FADH2
Acetilo + Ácido oxalacético
 Ácido cítrico

33. Rendimiento del Ciclo de Krebs
por una molécula de glucosa
• 2 Acetil CoA
• 6 H2O
• 6 NAD
• 2 FAD
• 2 GDP + Pi
• 4 CO2
• 2 H2O
• 6 NADH
• 2 FADH2
• 2 GTP
Se ha transformado la materia orgánica en inorgánica.
Los electrones han sido recogidos como (H) por coenzimas
transportadoras de electrones (NAD y FAD).
Se ha sintetizado una molécula de GTP, análoga al ATP.

34. Cadena Respiratoria
La C6H12O6 que inició la glucólisis ya está
oxidada
La energía de sus enlaces se ha utilizado para
producir:
ATP
2 de la glucólisis
+
2 del Ciclo de Krebs
En los transportadores de e-
NADH + H+
y FADH2
LA MAYORÍA
• OBJETIVO de la CADENA RESPIRATORIA :
liberar la energía de los transportadores de e-
para fabricar ATP

35. 2e-
a3
a3
Cit a
H2O
Cit c
Cit a
Cit c
Cit b
Cit b
Voltios
- 0,4
0
+ 0,4
+ 0,8
FAD
FADH2
NAD+
2e-
+ 2H+
2e-
+ 2H+
2e-
+ 2H+
2e-
2e-
2e-
2e-
CoQ
CoQ
FMN
FMN
2H+
2e-
2H+ + 1/2 O2
NADH + H+
La molécula de glucosa está completamente oxidada y
se ha obtenido:
- 2 ATP y 2 NADH en la glucólisis
- 2 NADH en la descarboxilación oxidativa
- 2 ATP, 6 NADH y 2 FADH2 en el Ciclo de Krebs
La mayor parte de la energía está almacenada en los
electrones almacenados por el NADH y el FADH2.
En esta cadena los e-
son transportados poco a
poco desde aceptores con un potencial más negativo
hacia otros con potencial menos negativo.
• COMPONENTES PRINCIPALES DE LA CADENA:
los citocromos (prot+grupo hemo con 1 átomo de
Fe). El átomo de Fe acepta y libera alternadamente 1e-,
transfiriéndolo al siguiente citocromo del nivel energético inferior
Potencial más negativo
-0,32 V
Potencial menos negativo
+0,82 V
Los e-
llegan hasta el O2 que se
combina con dos H+
y forma H2O.
El O2 es imprescindible para que
no se bloquee el proceso.
También puede iniciarse la cadena
a partir de los e-
cedidos por el
FADH2 en un nivel energético
menor: -0,219 V.
Cadena de transporte de e-

38. Hipótesis quimiosmótica
1. Los protones son transferidos a través de
la membrana, desde la matriz al espacio
intermembrana, como resultado del
transporte de electrones que se originan
cuando el NADH cede un hidrogeno. La
continuada producción de esos protones
crea un gradiente de protones.
2. La ATP sintetasa es un gran complejo
proteico con canales para protones que
permiten la re-entrada de los mismos.
3. La síntesis de ATP se produce como
resultado de la corriente de protones
fluyendo a través de la membrana:
ADP + Pi
---> ATP
La energía liberada en la cadena transportadora se emplea para fabricar ATP en un proceso
llamado FOSFORILACIÓN OXIDATIVA según la teoría del ACOPLAMIENTO QUIMIOSMÓTICO

39. CoQ
FADH2
NADH
NAD + FAD
H+
H+
H+
2 H+
+ 1/2 O2
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ATP
ADP
H2O
2e-
2e-
_ _
_
_
F1
F0
Sistema I Sistema II
Sistema III
Matriz mitocondrial
Espacio
intermembrana
Matriz
mitocondrial
Espacio intermembrana
Cit c
A medida que los e-
van descendiendo a niveles energéticos menores, liberan energía que
sirve para transportar H+
creando un gradiente electroquímico. Esta acumulación de H+
genera una fuerza protomotriz que impulsa los H+
a través de las ATP-sintetasa permitiendo
sintetizar el ATP.
Se calcula que se sintetizan:
- 3 ATP por cada NADH
- 2 ATP por cada FADH2
Fosforilación oxidativa

40. Partículas F
• Forman canales por donde
pasan los protones
• Están formados por:
1. Complejo enzimático F1
2. Zona de anclaje Fo
• Por cada 3 protones que
pasan se forma una
molécula de ATP

41. Proceso anaerobio en el que la glucosa (6C) se escinde en 2 moléculas de ácido pirúvico (3C), de manera
similar a como hacen los organismos fermentadores.
Se eliminan 4 H (4e-
y 4 H+
) que son aceptados por 2 moléculas de NAD+
, sobrando 2 H+
que quedan libres en
el citoplasma.
ETAPA 1
ETAPA 2
GLUCOLISIS (en el citoplasma)
RESPIRACIÓN CELULAR (en la mitocondria)
Glucosa (6C) 2 Piruvato (3C) + 2NADH + 2H+
+ 2ATP
2 Acetil-CoA (2C) 4 CO2 (1C) + 6NADH + 6H+
+ 2FADH2
Sigue oxidándose el ácido pirúvico: los átomos de C se oxidan a CO2. Los átomos de H (H+
y e-
se utilizan para reducir: 6 NAD+
 6 NADH y 2 FAD  2 FADH2
Etapa 2b: Transferencia electrónica y fosforilación oxidativa (en la membrana mitocondrial interna
Cadena respiratoria: La oxidación de NADH y FADH2 obtenidos previamente libera e-
que
pasan por la cadena respiratoria hasta llegar al O2 y formar H2O.
Fosforilación oxidativa: asociadas a la cadena anterior hay una serie de proteínas
transportadoras que crean un gradiente de H+
que permitirá a las ATPasa fabricar ATP.
2 Piruvato (3C) 2 Acetil-CoA (2C) + 2NADH + 2H+
+ 2CO2
Etapa 2a: DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA Y CICLO DE KREBS (en la matriz)
RESUMEN – Oxidación de la glucosa

43. Lanzadera del malato y del glicerato
• La lanzadera del Malato rendirá tres moléculas
de ATP y la del Glicerol dos moléculas de ATP

44. Los NADH + H+
generados en el citoplasma pasan al interior de la mitocondria y
en la cadena de transporte electrónico rinden 2 o 3 ATP
Los NADH + H+
que se generan en la matriz mitocondrial generan 3 ATP al pasar
por la cadena electrónica.
El GTP generado en el ciclo de Krebs se cuenta como un ATP
Los FADH2 formados en la matriz mitocondrial solo generan 2 ATP en la cadena
de transporte de electrones.
Glucosa + 6O2 + 38 ADP + 38 Pi  6 CO2 + 44 H2O + 38 ATP
Glucosa + 6 O2  6CO2 + 6 H2O ∆Gº’ = -686 kcal/mol
38 ADP + 38 Pi  38 ATP + 38 H2O ∆Gº’ = 7,3 kcal/mol x 38 = +263 kcal/mol
Eficacia  (263 / 686) X 100 = 38%
Balance global de la respiración de la glucosa

45. OXIDACIÓN DE LA GLUCOSA
(C6H12O6)
ETAPA I : Glucólisis ETAPA II : Respiración
Ciclo de Krebs
(matriz mitocondrial)
Cadena Respiratoria
(crestas mitocondriales)
2 ácido pirúvico
2 ATP
2 NADH
CO2
H2O
ATP

46. Respiración Anaerobica
Si en la respiración aeróbica el aceptor final de los electrones es el oxígeno, en
la respiración anaeróbica (sin oxígeno) los aceptores finales de los electrones
pueden ser: Fe3+
, NO3
-
, SO4
2-
y compuestos orgánicos.
Sin embargo, esta respiración es menos eficaz ya que estos compuestos tienen
un electropotencial menos positivo que el par O2/H2O que es de + 0,82 voltios y
rinden menos ATP
Este proceso se da en grupos de bacterias determinadas

47. ● Conjunto de rutas metabólicas, que se realizan en el hialoplasma, por
las cuales se obtiene energía por la oxidación incompleta de compuestos
orgánicos.
● Los electrones liberados en esta oxidación son aceptados por un
compuesto orgánico sencillo que es el producto final de la fermentación.
● El rendimiento energético es bajo.
Fermentación

48.  FERMENTACIONES:
• El aceptor final de e-
es una MOLÉCULA ORGÁNICA SENCILLA
ETANOL
(alcohol etílico)
ÁCIDO LÁCTICO
• Las rutas de degradación de la glucosa en ausencia de O2 se llaman FERMENTACIONES
• Son propias de bacterias y levaduras
• También se producen en animales cuando el O2 escasea (exc. Neuronas que mueren)
• Energéticamente son poco rentables (2 ATP por cada molécula de C6H12O6)
Fermentación
ETÍLICA Fermentación
LÁCTICA

49. Fermentación alcohólica Realizada fundamentalmente por
las levaduras
Saccharomyces cerevisae
(anaerobias facultativas)

50. Dependiendo de la especie de
levadura se puede llegar a obtener
cerveza (S. cerevisiae), vino (S.
ellypsoideus), sidra (S. apiculatus) y
pan (variedad purificada de S.
cerevisiae)

51. Fermentación láctica
Las bacterias que producen esta
fermentación se encuentran de
forma natural
en la leche sin esterilizar, son
beneficiosas para
el ser humano
Bacterias anaerobias facultativas:
Lactobacilos lactis, L. bulgaricus, L. casei. Streptococcus faecalis (en el intestino humano)
Bacterias anaerobias facultativas:
Lactobacilos lactis, L. bulgaricus, L. casei. Streptococcus faecalis (en el intestino humano)

52. Los microorganismos que realizan esta
fermentación son las bacterias de las
especies Lactobacillus casei, L. bulgaricus,
Streptococcus luctis y Leuconostoc
citrovorum, obteniéndose de ello productos
derivados de la leche como el queso, el
yogur y el kéfir.

53. Otras rutas catabólicas
CO2
H2O
ATP
TRANSPORTE y
β-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
OXIDACIÓN DE AMINOÁCIDOS
GRASASGRASAS
Glicerol + Ácido Graso
• Se cortan en fragmentos de 2 Carbonos
• En mitocondrias y peroxisomas
• Entran en Ciclo Krebs como Acetil-CoA
PROTEÍNASPROTEÍNAS
Aminoácidos
• Se desaminan (eliminación grupo amino)
• El grupo amino se excreta como
urea
• El esqueleto de Carbono se convierte:
• Grupo Acetilo
• Compuesto que entra en la
glucólisis
• Compuesto que entra en Ciclo

54. DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LIPIDOS DE LA DIETA
1) Las sales biliares
emulsionan las
Grasas formando
micelas.
4) Los TAG son incorporados con
colesterol y Apolipoproteínas en
los QUILOMICRONES.
5) Los
QUILOMICRONES
viajan por el Sistema
Linfático y el Torrente
sanguíneo hacia los
Tejidos.
6) Los TAG entran
a la célula, y se
convierte en AG y
glicerol
7) Los AG son Oxidados como
combustible o re-esterificados
para almacenamiento.
2) Lipasas intestinales
degradan los
Triglicéridos
3) Los Ácidos Grasos y otros
productos de la digestión
son tomados por la
mucosa intestinal y
convertidos en TAG.

55. • Tiene lugar en la matriz mitocondrial y los peroxisomas.
• Cada gramo de triglicérido contiene más del doble de kilocalorías que 1 g de
glucosa o de aminoácidos.
• Las grasas son ricas en calorías porque contienen un gran número de
átomos de hidrógeno.
• Tanto el glicerol como los ácidos grasos de las grasas neutras pueden
utilizarse como combustible.
• El glicerol es fosforilado y luego oxidado a PGAL (gliceraldehído-3-fosfato) y
entonces sigue la ruta de la glucólisis, pero el 95% de la energía de las
grasas reside en los ácidos grasos.
Catabolismo de los lípidos

57. Catabolismo de los ácidos grasos
1. En el citosol los ácidos grasos son activados por el CoA.
para formar acil graso CoA
(el ácido graso no puede atravesar la membrana mitocondrial)
1. En el citosol los ácidos grasos son activados por el CoA.
para formar acil graso CoA
(el ácido graso no puede atravesar la membrana mitocondrial)
2. El acil graso CoA atraviesa la membrana de la mitocondria
ayudado por enzimas
2. El acil graso CoA atraviesa la membrana de la mitocondria
ayudado por enzimas
3. En la matriz se inicia la beta oxidación de los ácido grasos
(hélice de Lynen) para formar
Acetil CoA, que puede ser oxidado posteriormente en el ciclo de Krebs.
3. En la matriz se inicia la beta oxidación de los ácido grasos
(hélice de Lynen) para formar
Acetil CoA, que puede ser oxidado posteriormente en el ciclo de Krebs.
El resultado de cada beta oxidación es formación de un ácido graso con
2 átomos de C menos que el anterior y dos
coenzimas reducidos FADH2 y NADH+H+
El resultado de cada beta oxidación es formación de un ácido graso con
2 átomos de C menos que el anterior y dos
coenzimas reducidos FADH2 y NADH+H+

58. 1) Activación del ácido
graso
• Ocurre en el Citosol.
• La reacción es catalizada por la ACIL-CoASINTETASA.
• El pirofosfato es hidrolizado por una PIROFOSFATASA
(esto hace que la reacción sea irreversible)

59. Ciclo de
Krebs
Transportador
de carnitina
Acil-carnitina
Carnitina HSCoA
Acil-CoA β - oxidación
Acetil - CoA
Acil-carnitina
Carnitina
Carnitina
Espacio intermembrana
Citosol
Matriz mitocondrial
Acil - CoA
HSCoA
2) Transporte de Acil-CoA al interior de la
mitocondria.

60. Acil -CoA
con dos
carbonos
menos
NADH+ H+
NAD+
Oxidación
FADH2
Oxidación
R - CH2 - CH2 - CO~S-CoA
Acil-CoA
Acetil-CoA
HS-Coa
Tiólisis
R - CO - CH2 - CO~S-CoA
β - cetoacil-CoA
R - CH - CH2 - CO~S-CoA
OH
|
β - hidroxiacil-CoA
R - CH = CH - CO~S-CoA
Enoil-CoA
β - hidroxiacill-CoA
deshidrogenasa
Acil-CoA
deshidrogenasa
Tiolasa
Enoil-CoA
hidratasa H2O
Los Acil-CoA que son largas cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos unidas a un coenzima A (HS-
CoA) son fragmentadas mediante la hidrólisis y oxidación obteniendo:
▪ un Acetil-CoA (pequeña molécula de 2 carbonos con un CoA) que pasa al ciclo de Krebs
• una molécula de FADH2 y otra de NADH + H+
▪ un nuevo acil-CoA con 2 carbonos menos que vuelve a empezar el ciclo hasta romperse completamente
La β-oxidación consigue que de un
ácido graso saturado se liberen
tantas unidades de Acetil-CoA
como permita su número par de
átomos de carbono.
3) beta oxidación de los ácido grasos (hélice de Lynen)
FAD

61. •En cada ciclo se pierden 2 átomos
de C en forma de Acetil-CoA.
•Para degradar completamente un
ac. Graso de 16 C hacen faltan 7
ciclos de β-Oxidación.
Nº de ciclos = (nº de C) – 1
2
•En cada ciclo se produce 1
molécula de FADH2 y otra de
NADH:
FADH2= 2ATP
NADH= 3ATP

62. Balance energético de la β-Oxidación de los
Ácidos Grasos
Por cada vuelta se obtiene: 1 FADH2, 1 NADH y 1 Acetil-CoA.
Para el ácido palmítico, de 16 átomos de carbono (en siete vueltas) se
obtiene: 7 FADH2, 7NADH y 8 AcetilCoA
Por cada Acetil-CoA en el ciclo de Krebs se obtiene: 3NADH, 1 FADH2 y 1GTP.
3 x 3 ATP + 1 x 2 ATP + 1 GTP = 12 ATP
8 Acetil-CoA rinden 8 x 12 = 96 ATP
7 FADH2 rinden 7 x 2 = 14 ATP
7 NADH rinden 7 x 3 = 21 ATP
En total: 96 + 14 + 21 = 131 ATP, pero se consumen dos ATP en la activación
del ácido graso al final quedan 129 ATP. Con una eficacia en torno al 40%,
como en la respiración de la glucosa.
ATP  AMP + PPi
ATP + AMP  2 ADP
PPi  2 Pi
2 ATP

63. Rendimiento de la β-oxidación de ácidos
grasos. Ej. ácido caproico 6C
Nº de
vueltas
Nº de
moléculas
de acetil
CoA
producidas
Moléculas
reducidas por
vuelta
Rendimiento
del Ciclo de
Krebs
Rendimiento
de la
fosforilación
oxidativa
Ácido
graso de N
carbonos
N/2 - 1 N/2 1 NADH y 1
FADH2 /vuelta
TOTAL
(N/2-1) NADH
(N/2-1) FADH2
Cada acetil
CoA rinde
3 NADH
1 FADH2 y
1 GTP
1 NADH
rinde 3 ATP
y 1 FADH2
rinde 2 ATP
Ácido
caproico
(6C, igual
que la
glucosa)
2 3
2 NAD2H
2 FAD2H
9 NAD2H
3 FAD2H
3 GTP
33 ATP
10 ATP
3ATP
TOTAL menos 1 ATP gastados para entrar = 45 ATP

64. Glucosa 38 ATP, Ácido caproico 44 ATP ¿Por
qué se prefieren los glúcidos?
• Movilización más rápida
de glúcidos, antes
glucógeno que grasas.
• Algunos tejidos sólo
utilizan glucosa (nervioso,
eritrocitos...)
• En anaerobiosis no funciona
el ciclo de Krebs.
• En animales, los ácidos
grasos no se transforman en
glúcidos.
• Son insolubles y necesitan
moléculas transportadoras.
Tejido adiposo: Células blancas sólo producen ATP y células pardas que
tienen desacoplada la cadena respiratoria por lo que producen en su
oxidación más calor que ATP, fundamental en animales hibernantes y
recién nacidos.

65. Formación de Cuerpos Cetónicos
(Cetogénesis)
• Después de la degradación de los ac. Grasos, el Acetil-
CoA es oxidado en el Ciclo de Krebs.
• Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er
intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de este es
insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas
mediante una vía alternativa en la que se producen
“Cuerpos Cetónicos”
• Estos compuestos se forman principalmente en el hígado,
a partir de acetil-CoA mediante una serie de etapas.
H3C C
O
CH3
acetona
H3C C
O
CH2 C
O
O-
acetoacetato
H3C CH
OH
CH2 C
O
O-
3-OH-butirato

66. 66
CETOGENESIS
1. El 1er paso es la inversa de la
última etapa de la β-oxidación.
2. El acetoacetatil-CoA se
condensa con otro acetil-CoA
para dar HMG-CoA.
3. El HMG-CoA se rompe
formando acetoacetato y Ac-
CoA.
4. El Acetoacetato puede originar
los otros cuerpos cetónicos.
Ocurre en HÍGADO

67. Formación y exportación de cuerpos
cetónicos (hígado)
Los cuerpos cetónicos se
forman y exportan desde el
Hígado.
En condiciones
energéticamente
desfavorables, el
oxalacetato se deriva hacia
la Gluconeogénesis, para
liberar glucosa a la sangre.
El ciclo de Krebs trabaja
muy lentamente en el
Hígado.
Gotas de lípidos
Hepatocito
Acetoacetato y
β-hidroxibutirato
exportados
como energía
para: corazón,
músculo, riñón y
cerebro.
Glucosa exportada
como combustible
para cerebro y
otros tejidos.

68. Catabolismo de proteínas

69. Las proteínas no se usan como fuente de energía,
pero los aminoácidos que sobran tras la síntesis de
proteínas pasan a ser usados como combustible celular.
Estos se separan en grupos amino (excretados con la orina)
y cadenas carbonadas que se incorporan en diversos
momentos del catabolismo y son degradadas hasta CO2 en
la respiración mitocondrial.
Las reacciones por las cuales se separan los grupos
amino de los aminoácidos (AAc) son la Transaminación y la
Desaminación, originando cetoácidos como el pirúvico e
intermediarios del ciclo de Krebs.