BIOENERGETICA

3.1.           BIOENERGETICA

ADENOSIN TRIFOSFATO

DEFINICION Y ESTRUCTURA

Es una molécula utilizada por todos los organismos vivos para proporcionar energía en las reacciones químicas. 

El ATP pertenece al grupo de los nucleótidos, por lo tanto esta compuesto por una base nitrogenada (adenina), una pentosa (ribosa) y un grupo fosfato (tres radicales fosfato con enlaces de alta energía que al romperse por hidrólisis libera la energía almacenada.

Producción del ATP:

·         fosforilación oxidativa en los organismos aerobicos y anaerobicos

·         fotofosforlación en los organismos autótrofos

Importancia del ATP en los seres vivos

Se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades.

·         Movimiento muscular

·         Síntesis de proteínas

·         División celular

·         Transmisión de señales nerviosas. 

El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos en los orgánulos de la célula llamados mitocondrias, este se comporta como una coenzima, ya que su función de intercambio de energía y la función catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente relacionadas.

Los procesos de síntesis o anabolismo “consumen” ATP, mientras que los procesos de degradación de moléculas o catabolismo “producen” ATP.

En las células eucariotas, el ATP se genera en las mitocondrias como resultado de la respiración celular. En su membrana interna, las mitocondrias poseen conjuntos de proteínas que actúan como transportadores de electrones que transfieren en cadena los electrones procedentes del NADH y del FAD (generados durante el metabolismo las diferentes macromoléculas) mediante reacciones de oxidación-reducción. Esto genera un bombeo de protones al espacio intermembrana que hace que exista una diferencia de potencial electroquímico entre la matriz y el espacio intermembrana. Posteriormente, el canal de protones ATP sintetasa mitocondrial aprovecha esta diferencia de potencial para dejar pasar los protones de nuevo a la matriz, generando en el proceso moléculas de ATP.

Síntesis de ATP

En la matriz mitocondrial, El NADH, producto de las reacciones de oxido reducción, entra a la cadena transportadora de electrones donde pierde un hidrogeno y como resultado produce EL GRADIENTE DE PROTONES, estos protones se acumulan en el espacio de la intermembrana mitocondrial hasta que sean necesarios para la síntesis de ATP.

Cuando ya son necesarios, entran otra vez a la matriz mitocondrial a través de los canales que forma la enzima ATP SINTESA. Estos protones adhieren el ADP Y A UN FOSFATO que como resultado final forman el ATP

En los organismos aerobios durante la glucolisis y el ciclo de krebs se producen moléculas reducidas ricas en energía como el NADH+H Y EL FADH2, las cuales al ser oxidadas se obtienen moléculas de ATP, del NADH´+H se producen 3 ATP y del FADH2 2 ATP.

El ATP es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares, incluyendo la síntesis de macromoléculas como el ADN, el ARN y las proteínas, así como el transporte de macromoléculas a través de las membranas celulares (exo y endocitosis).

Reserva de energía

La conservación de un nivel apropiado de grasa en el organismo es esencial para la supervivencia. En efecto, un almacenamiento insuficiente de grasa provoca un riesgo de inanición en un período de carencia, mientras que un exceso de grasa puede provocar riesgo de enfermedades, como las cardiovasculares, la diabetes de tipo 2 y el cáncer. Los mecanismos que regulan el almacenamiento y la liberación de las reservas de lípidos son poco conocidos.

No basta, sin embargo, con poder conservar la grasa, es también indispensable poder acceder a ella y utilizarla en caso de necesidad.

El exceso de ATP puede unirse a la creatina, proporcionando un depósito de energía de reserva.

Inanición: Extrema debilidad física provocada por la falta de alimento.

¿Qué es la diabetes?

La diabetes es una enfermedad que afecta el modo en que el cuerpo humano usa la glucosa, forma principal de azúcar en la sangre.

La glucosa proviene de los alimentos que consumimos y es la mayor fuente de energía necesaria para desarrollar las funciones del cuerpo humano.

Después de que se consume una comida, el organismo digiere los alimentos y los transforma en glucosa y otros nutrientes que son absorbidos en el flujo sanguíneo desde el tracto gastrointestinal.

El nivel de glucosa en la sangre sube después de una comida y pone en funcionamiento al páncreas que genera la hormona insulina y la libera en el flujo sanguíneo.

Pero en las personas con diabetes, el cuerpo está impedido de producir o reaccionar a la insulina adecuadamente.

La insulina trabaja como una llave que abre las puertas de las células y permite el ingreso de la glucosa. Sin la insulina, la glucosa no puede llegar hasta las células (las puertas permanecen "cerradas" y no hay una llave para abrirlas) de manera que se queda en el flujo sanguíneo.

Como resultado, el nivel de azúcar en la sangre alcanza niveles más altos que lo normal provocando varias complicaciones de salud.

NADH y FADH2 como fuentes de poder reducto

(abreviado NAD+, y también llamada difosfopiridina nucleótido y Coenzima )

Es una coenzima que se encuentra en todas las células vivas. El compuesto es un di nucleótido, ya que consta de dos nucleótidos unidos a través de sus grupos fosfato con un nucleótido que contiene un anillo adenosina y el otro que contiene nicotina mida. En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones redox (oxido reducción), llevando los electrones de una reacción a otra

El poder reductor se refiere a la capacidad de ciertas biomoléculas de actuar como donadoras de electrones en reacciones metabólicas.

El NADH (Nicotidamina Adenina Di nucleótido reducido) es un complejo multienzimático que cataliza la transferencia de electrones a la coenzima Q en la cadena respiratoria por la vía de la flavo-proteína-NADH-deshidrogenasa.

El NADH es indispensable para muchas reacciones metabólicas y se encuentra en todas las células del organismo. Su presencia es especialmente crucial en el cerebro, el sistema nervioso central, los músculos y el corazón. En realidad, cuanto más una célula tiene de NADH disponible y más puede producir energía para funcionar eficazmente.

El NADH es la forma en la que se recogen los electrones procedentes de muchos sustratos diferentes a través de la acción de las deshidrogenasas NAD- dependientes.

El FADH2 (Flavín Adenin Di nucleótido reducido) no es un verdadero nucleótido, ya que no contiene el resto de azúcar pentosa sino el azúcar-alcohol llamado ribitol. Actúa como grupo prostético de las enzimas de oxidación-reducción conocidas como flavo proteínas. Éstas funcionan en la degradación oxidativa del piruvato, de los ácidos grasos y los aminoácidos, así como en el proceso de transporte electrónico.