Catabolismo
A grandes rasgos, en primer lugar, las grandes moléculas orgánicas nutrientes, como las proteínas, polisacáridos o lípidos son degradados a sus monómeros constituyentes, aminoácidos, monosacáridos y ácidos grasos, respectivamente, proceso que se lleva a cabo fuera de las células en la luz del aparato digestivo; es el proceso conocido como digestión.
Tras la digestión, mediante la que los polisacáridos se transforman en glucosa, las moléculas de glucosa siguen tanto en organismos aeróbicos como anaeróbicos la glucólisis, que tiene como resultado la producción de ATP y piruvato.
En ausencia de oxígeno el piruvato podrá seguir su catabolización mediante la fermentación.
Finalmente, en el ciclo de Krebs se forman 1 ATP, 3 NADH y 1 FADH.
Por último, las grasas requieren ayuda para ser transportadas por el organismo debido a problemas de solubilidad en medio acuoso.
Este proceso tiene un gasto energético de 2 moléculas de ATP y permite que el acil-CoA proveniente del ácido graso sea degradado mediante la β-oxidación, cuyos productos serán oxidados en etapas posteriores.
El proceso se repite varias veces hasta la degradación total del acil-CoA, produciendo con cada repetición FADH2 y NADH que se oxidarán en la cadena respiratoria y acetil-CoA que después será degradado en el ciclo de Krebs.
Este proceso aerobio también conocido como ciclo del ácido cítrico se lleva a cabo en las mitocondrias de las células eucariotas o en el citoplasma de las procariotas y consiste en una secuencia cíclica de diez reacciones químicas catalizadas por enzimas que degrada el Acetil-CoA para producir GTP, NADH y FADH2.
Estas dos moléculas liberan electrones, y los complejos enzimáticos utilizan su energía para bombear protones desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso en contra del gradiente electroquímico.
El destino final de estos electrones es el oxígeno, que es reducido de su forma molecular a agua, mediante la unión con los protones entrados en la matriz mitocondrial, lo que permite mantener un gradiente electroquímico favorable para seguir produciendo energía.
