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Las células de su cuerpo pueden descomponer o metabolizar la glucosa para producir la energía que necesitan. Sin embargo, en lugar de simplemente liberar esta energía como calor, las células almacenan esta energía en forma de adenosina trifosfato o ATP; El ATP actúa como un tipo de moneda energética que está disponible de forma conveniente para satisfacer las necesidades de las células.
Ecuación química general
Dado que la descomposición de la glucosa es una reacción química, se puede describir utilizando la siguiente ecuación química: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, donde se liberan 2870 kilojulios de energía por cada mol de glucosa que se metaboliza. Aunque esta ecuación describe el proceso general, su simplicidad es engañosa, ya que oculta todos los detalles de lo que realmente está ocurriendo. La glucosa no se metaboliza en un solo paso. En cambio, la célula descompone la glucosa en una serie de pequeños pasos, cada uno de los cuales libera energía. Las ecuaciones químicas para estos aparecen a continuación.
Glucólisis
El primer paso en el metabolismo de la glucosa es la glucólisis, un proceso de diez pasos en el que una molécula de glucosa se lisa o se divide en dos azúcares de tres carbonos que luego se alteran químicamente para formar dos moléculas de piruvato. La ecuación neta para la glucólisis es la siguiente: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH, donde C6H12O6 es glucosa, i es un grupo fosfato, NAD + y NADH son aceptadores / portadores de electrones y ADP es adenosina difosfato. Una vez más, si bien esta ecuación da una imagen general, también oculta muchos de los detalles sucios; Dado que la glucólisis es un proceso de diez pasos, cada paso podría describirse utilizando una ecuación química separada.
Ciclo del ácido cítrico
El siguiente paso en el metabolismo de la glucosa es el ciclo del ácido cítrico (también llamado ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricarboxílico). Cada una de las dos moléculas de piruvato formadas por glucólisis se convierten en un compuesto llamado acetil CoA; a través de un proceso de 8 pasos, estos La ecuación química neta para el ciclo del ácido cítrico se puede escribir de la siguiente manera: acetil CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Una descripción más completa de todos los pasos involucrados está más allá del alcance de este artículo; básicamente, sin embargo, el ciclo del ácido cítrico dona electrones a dos moléculas transportadoras de electrones, NADH y FADH2, que luego pueden donar estos electrones a otro proceso. También produce una molécula llamada GTP que tiene funciones similares al ATP en la célula.
Fosforilación oxidativa
En el último paso importante en el metabolismo de la glucosa, las moléculas transportadoras de electrones del ciclo del ácido cítrico (NADH y FADH2) donan sus electrones a la cadena de transporte de electrones, una cadena de proteínas incrustadas en la membrana de las mitocondrias en las células. Las mitocondrias son estructuras importantes que juegan un papel clave en el metabolismo de la glucosa y en la generación de energía. La cadena de transporte de electrones impulsa un proceso que impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP.
Efectos
Los resultados generales del metabolismo de la glucosa son impresionantes; por cada molécula de glucosa, su célula puede producir 38 moléculas de ATP. Como se requieren 30.5 kilojulios por mol para sintetizar ATP, su célula almacena con éxito el 40 por ciento de la energía liberada al descomponer la glucosa. El 60 por ciento restante se pierde como calor; Este calor ayuda a mantener la temperatura corporal. Si bien el 40 por ciento puede parecer una cifra baja, es considerablemente más eficiente que muchas máquinas diseñadas por humanos. Incluso los mejores automóviles, por ejemplo, solo pueden convertir una cuarta parte de la energía almacenada en la gasolina en energía que mueve el automóvil.