Este documento describe los procesos de metabolismo celular, respiración aeróbica y anaeróbica, oxidación biológica, cadena de transporte de electrones, fosforilación oxidativa, cadena respiratoria y su relación con el ciclo de Krebs. También explica las pruebas funcionales utilizadas para medir el consumo máximo de oxígeno, como la espirometría y la prueba de Cooper. El documento concluye que la respiración celular es una serie de reacciones redox que degradan molécul

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
“UNIVERSIDAD DEPORTIVA DEL SUR”
SAN CARLOS-ESTADO COJEDES
Integrante:
Caro, Miguel
Sección: GT: 301
Marzo, 2.015

2. ÍNDICE
Introducción 01
Metabolismo Celular 02
Respiración Aerobia 02
Respiración Anaerobia 03
Oxidación Biológica 03
La Cadena de Transporte de Electrones 04
Fosforilación Oxidativa 05
La Cadena Respiratoria 06
Relación o Punto de Contacto entre El Ciclo de Krebs de La
Cadena Respiratoria y La Fosforilación Oxidativa 06
Que pruebas funcionales se utiliza para medir el consumo del
volumen máximo de la capacidad aerobia y anaerobia 07
Conclusión 08
Anexos 09
Bibliografía 10

3. INTRODUCCIÓN
Para muchos organismos, incluyendo al hombre la materia y la
energía son suministradas por ciertas sustancias orgánicas como
carbohidratos, proteínas, grasas, que sufren algunas transformaciones
para ayudar a los organismos a cumplir sus funciones vitales.
A estas transformaciones se les denomina como metabolismo por
lo tanto, metabolismo se podría definir como el conjunto de cambio de
sustancias y transformaciones de energía que tiene lugar en los seres
vivos.

4. METABOLISMO CELULAR
Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior
de las células de un organismo, mediante las cuales los nutrientes que
llegan a ellas desde el exterior se transforman. Estas reacciones están
catalizadas por enzimas específicas. El metabolismo tiene principalmente
dos finalidades:
 Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena en
forma de ATP. Esta energía se obtiene por degradación de los
nutrientes que se toman directamente del exterior o bien por
degradación de otros compuestos que se han fabricado con esos
nutrientes y que se almacenan como reserva.
 Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que serán
utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos como
reserva.
RESPIRACIÓN AERÓBICA
En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico proveniente de la
glucólisis, se oxida totalmente en la mitocondria, este proceso se divide
en dos fases. En la primera, el ácido pirúvico ingresa a la mitocondria
donde es fraccionado y oxidado completamente hasta liberar CO2. Como
oxidantes actúan coenzimas, que a su vez son reducidas.
El hidrógeno unido a las coenzimas es transferido en la segunda fase al
oxígeno molecular, con formación de agua. La degradación del ácido
pirúvico se lleva a cabo en la matriz mitocondrial, donde se encuentran las
enzimas del ciclo de Krebs (Hans Krebs postuló esta vía metabólica en
1937 y posteriormente recibió el premio Nobel por su trabajo) o de
los ácidos tricarboxílicos, conocido también como ciclo del ácido cítrico.
Los sistemas Red-0x del transporte de electrones se encuentran
adosados a las crestas mitocondriales, terminando con la fosforilación
oxidativa, la que ocurre tanto en bacterias aeróbicas como en las

5. mitocondrias de células eucarióticas. Una versión resumida de las dos
fases la vemos en la figura siguiente:
RESPIRACIÓN ANAERÓBICA
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxido
reducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor
terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y
más raramente una molécula inorgánica cadena transportadora de
electrones análoga a la de la mitocondria en la respiración aeróbica. No
debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también
anaeróbico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena
transportadora de electrones y el aceptor final de electrones es siempre
una molécula orgánica como el NAD.
En el proceso anaeróbico no se usa oxígeno, sino que para la
misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como
el sulfato o el nitrato. En las bacterias con respiración anaerobia interviene
también una cadena transportadora de electrones en la que se re oxidan
los coenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos nutrientes;
es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los
mismos elementos (citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.).
La única diferencia, por tanto radica, en que el aceptor último de
electrones no es el oxígeno.
OXIDACIÓN BIOLÓGICA
Químicamente la oxidación se defina como la pérdida de electrones
que provoca aumento en el número de oxidación de las especies
químicas. Consecuentemente, la oxidación va siempre acompañada por
la reducción de un aceptor de electrones. Este principio de oxido-
reducción se aplica igualmente a los sistemas bioquímicos y es un
proceso importante en la comprensión de la Oxidación Biológica

6. En las reacciones redox el intercambio de energía libre es
proporcional a la tendencia de las sustancias reaccionantes para donar o
aceptar electrones. El flujo de electrones en las reacciones redox es
responsable directa o indirectamente de todo el trabajo que hacen los
organismos vivos. En los organismos que no son fotosintéticos la fuente
de electrones son los alimentos. El camino seguido por el flujo de
electrones en el metabolismo es complejo: los electrones se mueven de
los alimentos por medio de varios transportadores de electrones a través
de reacciones catalizadas por enzimas. Los transportadores electrónicos
especializados más comunes son: NAD+, NADP, FMN y FAD.
Estas sustancias experimentan reacciones redox metabólicas. Son
en general de estructuras muy complejas. La Figura muestra la estructura
del NAD+ (Nicotinamida adenina dinucleotido) que puede experimentar
reducción (ganando electrones o átomos de hidrógeno) transformándose
en NADH.
LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Es una serie de mecanismos de electrones que se encuentran en
la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna
mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones
bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP), que es el compuesto
energético que utilizan los seres vivos. Sólo dos fuentes de energía son
utilizadas por los organismos vivos: reacciones de óxido-reducción (redox)
y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones
redox para producir ATP se les conoce con el nombre de
quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento
se les conoce por el nombre de fotoautótrofos. Ambos tipos de
organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para
convertir la energía en ATP.

7. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por la
oxidación de nutrientes para producir adenosina trifosfato (ATP). Se le
llama así para distinguirla de otras rutas que producen ATP con menor
rendimiento, llamadas "a nivel de sustrato". Se calcula que hasta el 90%
de la energía celular en forma de ATP es producida de esta forma. La
energía libre generada mediante reacciones químicas redox en varios
complejos multiproteicos -conocidos en su conjunto como cadena de
transporte de electrones- se emplea para producir, por diversos
procedimientos como bombeo, ciclos quinona/quinol o bucles redox, un
gradiente electroquímico de protones a través de una membrana asociada
en un proceso llamado quimiosmosis. La cadena respiratoria está
formada por tres complejos de proteínas principales (complejo I, III, IV), y
varios complejos "auxiliares", utilizando una variedad de donantes y
aceptores de electrones. Los tres complejos se asocian en
supercomplejos para canalizar las moléculas transportadoras de
electrones, la coenzima Q y el citocromo c, haciendo más eficiente el
proceso.
La energía potencial de ese gradiente, llamada fuerza protón-
motriz, se libera cuando se translocan los protones a través de un canal
pasivo, la enzima ATP sintasa, y se utiliza en la adición de un grupo
fosfato a una molécula de ADP para almacenar parte de esa energía
potencial en los enlaces anhidro "de alta energía" de la molécula de ATP
mediante un mecanismo en el que interviene la rotación de una parte de
la enzima a medida que fluyen los protones a través de ella. En
vertebrados, y posiblemente en todo el reino animal, se genera un ATP
por cada 2,7 protones translocados. Algunos organismos tienen ATPasas
con un rendimiento menor.

8. LA CADENA RESPIRATORIA
La cadena respiratoria está formada por una serie de
transportadores de electrones situados en la cara interna de las crestas
mitocondriales y que son capaces de transferir los electrones procedentes
de la oxidación del sustrato hasta el oxígeno molecular, que se reducirá
formándose agua.
Como resultado de esta transferencia de electrones, los
transportadores se oxidan y se reducen alternativamente, liberándose una
energía que en algunos casos es suficiente para fosforilar el ADP y formar
una molécula de ATP. Se trata de la fosforilación oxidativa que permite ir
almacenando en enlaces ricos en energía la energía contenida en las
moléculas NADH2, FADH2, NADPH2, que se liberan en la glucólisis y en
el ciclo de Krebs y que será más tarde fácilmente utilizada. Toda cadena
respiratoria que comience por el NAD conduce a la formación de 3 ATP
mientras que si comienza por el FAD produce sólo 2 ATP. El rendimiento
energético del NADP es similar al del NAD, así como el del GTP lo es al
del ATP.
RELACIÓN O PUNTO DE CONTACTO ENTRE EL CICLO DE KREBS
DE LA CADENA RESPIRATORIA Y LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la
glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de
oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la
cadena respiratoria, asociada a la fosforilación oxidativa. En las células
eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de la mitocondria en
presencia de oxígeno. La membrana mitocondrial externa es permeable a
la mayoría de las moléculas de pequeño tamaño, sin embargo la interna
tiene una permeabilidad selectiva y controla el movimiento de iones
hidrógeno. La cadena respiratoria acontece en las crestas mitocondriales,
donde se encuentran las enzimas necesarias y específicas que permiten

9. el acoplamiento energético y la transferencia de electrones. Para este
proceso se necesita oxígeno en la célula.
Lo primero que ocurre tras la glucólisis es que el ácido pirúvico
pasa desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, atravesando las
membranas. El ácido pirúvico sufre una oxidación, se libera una molécula
de CO2 y se forma un grupo acilo (CH3-CO). En esta reacción se forma
una molécula de NADH. Como en la glucólisis el producto final eran dos
moléculas de ácido pirúvico, lógicamente se formarán ahora dos de
NADH por cada molécula de glucosa. Cada grupo acilo se une a un
Coenzima A y se forma acetil Coenzima A. En este momento empieza el
ciclo de Krebs.
QUE PRUEBAS FUNCIONALES SE UTILIZA PARA, MEDIR EL
CONSUMO DEL VOLUMEN MÁXIMO DE LA CAPACIDAD AEROBIA Y
ANAEROBIA
Para calcular el volumen máximo de consumo de oxígeno de un
individuo, en relación con su masa corporal y durante un minuto, suele
emplearse la expresión ml y cm siendo ml el volumen de oxígeno
consumido, kg la masa corporal, y min el tiempo transcurrido. Dividiendo
la expresión anterior entre el peso corporal, expresado en kg, y
multiplicándo el resultado por 1.000, se obtiene su volumen máximo de
oxígeno expresado en ml/min/kg.
 Espirometría: Para calcular el VO2 máx, los médicos utilizan un
ergoespirómetro, un instrumento que mide el consumo de oxígeno.
 Test de Cooper: Para calcular el VO2 máx, algunos entrenadores
utilizan el Test de Cooper, que es muy simple de medir: sólo se tiene
que correr a la máxima velocidad durante 12 minutos sin parar. Para
realizar este esfuerzo hay que tener una condición física mínima. te
sentirás cansado

10. CONCLUSIÓN
La respiración celular puede ser considerada como una serie de
reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles
son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los
protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas.
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera
de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa
dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando
en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y
en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación.

11. ANEXOS

12. BIBLIOGRAFÍA
 es.wikipedia.org/wiki/Fosforilación_oxidativa
 html.rincondelvago.com/metabolismo-y-respiracion.html
 www.monografias.com › Biologia
 www.academia.edu/.../CADENA_RESPIRATORIA_FOSFORILACION