Fisiologia Humana Aplicacion a la actividad fisica Calderon-190

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• SISTEMA DIGESTIVO Y METABOLISMO 
se ha señalado anteriormente, las reacciones redox son una 
considerable fuente potencial de producción de energía. El 
ciclo de Krebs genera moléculas con un elevado potencial 
redox. Éste va descendiendo según se transfieren los elec-
trones por la cadena respiratoria hasta que reaccionan con 
el oxígeno, formándose el otro producto final, H 20. Por 
lo tanto, en condiciones fisiológicas, la cadena respiratoria 
(Fig. 14-7) es un proceso inseparable del ciclo de Krebs y 
tiene por objeto: 
l. Transferir los electrones a través de una secuencia de 
reacciones en cadena, cuyos componentes poseen un poten-
cial cada vez más electropositivo. Es decir, que cada eslabón 
tiene una menor tendencia a perder los electrones. 
2. Generar la energía suficiente para poder fosforilar 
la molécula de ADP. Este proceso se denomina fosforila-
ción oxidativa, pues aprovecha las reacciones de oxidación-
reducción para añadirle fósforo a las moléculas de ADP y 
generar ATP. 
La figura 14-7 muestra los cuatro complejos enzimáti-
cos capaces de realizar la transferencia de electrones: 
• Complejo 1: nicotinamida adenindinucleótido reducido-
ubiquinona (NADH-Q) reductasa. 
• Complejo 11: succinato-Q-reductasa. 
• Complejo 111: citocromo b-cl-reductasa. 
• Complejo IV: citocromo c-a + a3-oxidasa. 
Estos complejos poseen unas características qutmiCas 
concretas que permiten realizar la transferencia de electrones 
desde el elemento más electronegativo (mayor facilidad para 
transferir los electrones) al más electropositivo o menos elec-
tronegativo. A medida que los electrones son transferidos 
desde un elemento de la cadena al siguiente, siguiendo el 
orden de electronegatividad, se produce una transferencia 
de energía libre. La reacción final de la cadena respiratoria 
es la formación de agua. Cada átomo de oxígeno acepta 2 
electrones de la cadena, tomando del medio 2 hidrógenos, 
que son equivalentes a los «perdidos>> por medio de las oxi-
dorreductasas. La reacción general de la cadena respiratoria 
es la siguiente: 
Sustrato reducido + coenzima oxidada ~ 
~producto oxidado + coenzima reducida 
Los cálculos realizados han demostrado un cambio de 
energía de 215,6 kJ/mol (52,7 kcal/mol). Teniendo en 
cuenta que para generar una molécula de ATP se requieren 
29,9 kJ/mol (7,3 kcallmol), la cadena respiratoria aportaría 
energía suficiente para producir aproximadamente 7,2 mo-
léculas de ATP (215,6/29,2"" 7,2 moles de ATP) . No obs-
tante, aunque los cálculos han sufrido variaciones, debido a 
consideraciones termodinámicas, no toda la energía liberada 
en la cadena respiratoria se utiliza para generar moléculas de 
ATP; únicamente se aprovecha parte de ella. Se estima que, 
por cada par de electrones que entran en la cadena respira-
toria en el origen (complejo 1), la ATPasa puede intervenir 
en la formación de 2,5 a 3 moléculas de ATP. Cuando los 
electrones entran en el segundo eslabón de la cadena 
piejo 11) se fosforilan de 1,5 a 2 moléculas de ADP. La 
de los números no enteros obedece al siguiente ~otivo: 
que la ATPasa pueda fosforilar una molécula de ADP se 
quiere que se produzca un flujo de 3 hidrógenos a través 
la membrana interna. Sin embargo, como el ATP se ge1na• 
dentro de la mitocondria, pero se utiliza fuera de ella 
consume 1 hidrógeno para su transporte al citosol. La 
14-7 ilustra, de forma esquemática, la cadena respiratoria 
la fosforilación oxidativa. 
En resumen, el rendimiento energético de la vía co1mü4 
del metabolismo (ciclo de Krebs +cadena respiratoria+ 
forilación oxidativa) es el siguiente: 
l. Tres pares de electrones liberados por el ciclo de 
entran en el primer eslabón de la cadena (complejo 1), 
diendo 7,5 ATP (2,5 x 3 = 7,5) o bien 9 ATP (3 x 3 = 9). 
2. Un par de electrones liberados en el ciclo de 
entran en el segundo eslabón de la cadena (complejo 11) , 
teniéndose 1,5 ATP (1,5 x 1 = 1,5) o bien 2 ATP (2 x 1 = 
3. Un ATP indirecto a través del GTP (GDP + Pi 
GTP; GTP + ADP H ATP). 
VISIÓN ELEMENTAL DE LAS RUTAS METABÓLICAS 
• Metabolismo de los carbohidratos 
En la mayor parte de l~s células de los mamíferos, las rutaS 
catabólicas de los carbohidratos se reducen a la degradació 
de la glucosa (glucólisis) o del glucógeno (glucogenólisis 
y las anabólicas, a la formación de glucosa (glucogénesis 
o glucógeno (glucogenosíntesis). Naturalmente, no significa 
que el organismo no pueda metabolizar otros carbohidrato 
Por ejemplo, en una dieta normal se ingieren diversos mo-
nosacáridos y oligosacáridos. Los primeros pasan al hígado 
y son transformados en glucosa, mientras que los segundos 
son degradados en luz intestinal y los monosacáridos que 
los constituyen pasan al hígado, donde son transformados 
en glucosa. Por lo tanto, en definitiva, la glucosa es el único 
carbohidrato que circula por el organismo en una concen-
tración elevada. 
[ . J Complejo 111 
NADH +-+ CompleJO 1 +-+ CoQ +-+ ( .1 b ) c1 ocromos y e 
Succinato 
Figura 14-7. Secuencia simplificada de la cadena respiratoria. Durante 
este complejo proceso que se produce en las mitocondrias, las coenzimas 
reducidas var\ transfiriendo sus electrones a compuestos cada vez con me-
nor potencial redox, has.ta que el último elemento (el citocromo a) reac-
ciona con el oxigeno y rinde agua. En determinados lugares, la variación 
de potencial eléctrico es suficiente para que se produzéa la fosforilación 
del adenosindlfosfato (ADP) y se obtenga adenosintrifosfato (ATP). CoQ: 
coenzima ·a; NADH: nicotinamida adenindinucleótido reducido.