Maricielo_Piruvato_Krebs_FosforilacionOxidativa.pptx

diapositivas sobre oxidacion del piruvato

1. Oxidación del Piruvato, Ciclo de Krebs y Fosforilación Oxidativa Integración Energética Celular Fabiola Maricielo Gutiérrez Laiza Universidad César Vallejo – Facultad de Ciencias de la Salud Escuela de Medicina

2. Esquema general del metabolismo energético • La glucosa se degrada por glucólisis a piruvato. • El piruvato se convierte en acetil-CoA mediante la descarboxilación oxidativa. • El acetil-CoA entra al ciclo de los ácidos tricarboxílicos (Krebs). • Los equivalentes reducidos (NADH, FADH₂) se oxidan en la cadena respiratoria, generando ATP por fosforilación oxidativa.

3. Descarboxilación oxidativa del Piruvato • Enzima: Complejo piruvato deshidrogenasa (PDH). • Localización: Matriz mitocondrial. • Reacción global: Piruvato + CoA + NAD⁺ → Acetil-CoA + CO₂ + NADH + H⁺ • Cofactores: TPP (B₁), ácido lipoico, CoA (B₅), FAD (B₂), NAD⁺ (B₃).

4. Regulación y alteración del complejo PDH Regulación: • Inhibida por: ATP, acetil-CoA, NADH. • Activada por: ADP, Ca²⁺, insulina (en hígado y tejido adiposo). Alteraciones clínicas: • Deficiencia de PDH → acidosis láctica, hipotonía, retraso neurológico. • Deficiencia de tiamina (B₁) o inhibición por arsénico (As³⁺).

5. Destinos del Piruvato 1. Acetil-CoA → oxidación en ciclo de Krebs. 2. Lactato → fermentación anaerobia (LDH). 3. Oxalacetato → por piruvato carboxilasa (anaplerosis / gluconeogénesis). 4. Alanina → por transaminación (ciclo glucosa-alanina).

6. Destinos del Acetil-CoA • Oxidación completa en el ciclo de Krebs. • Síntesis de ácidos grasos y colesterol. • Formación de cuerpos cetónicos (ayuno o diabetes). • Síntesis de acetilcolina (SNC).

7. Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos (Krebs) • Localización: Matriz mitocondrial. • Función: Oxidar el acetil-CoA a CO₂ y generar energía. • Productos por acetil-CoA: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP (≈10 ATP). • Enzimas clave: citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa.

8. Balance energético global Por 1 molécula de glucosa: • Glucólisis: 2 ATP + 2 NADH (≈7 ATP) • PDH: 2 NADH (≈5 ATP) • Ciclo de Krebs: 2 GTP + 6 NADH + 2 FADH₂ (≈20 ATP) • Total ≈ 32 ATP

9. Vías anapleróticas • Reponen intermediarios del ciclo de Krebs. Ejemplos: - Piruvato → Oxalacetato (piruvato carboxilasa). - Glutamato → α-cetoglutarato. - Aspartato → Oxalacetato.

10. Fosforilación a nivel de sustrato • Formación directa de ATP o GTP por transferencia de fosfato desde un intermediario. • Ejemplos: - Glucólisis: fosfoglicerato quinasa, piruvato quinasa. - Ciclo de Krebs: succinil-CoA sintetasa.

11. Fosforilación oxidativa y cadena respiratoria • Ocurre en la membrana interna mitocondrial. • Los electrones del NADH y FADH₂ pasan por los complejos I–IV. • El bombeo de protones genera un gradiente electroquímico (fuerza protón-motriz). • El retorno de H⁺ a través de la ATP sintasa (complejo V) produce ATP.

12. Hipótesis quimiosmótica (Mitchell) • La energía del transporte de electrones se utiliza para bombear protones al espacio intermembrana. • Este gradiente de H⁺ impulsa la síntesis de ATP. • Modelo fundamental de la bioenergética mitocondrial.

13. Inhibidores y desacopladores de la cadena respiratoria Inhibidores: • Complejo I: Rotenona • Complejo III: Antimicina A • Complejo IV: Cianuro, CO • ATP sintasa: Oligomicina Desacopladores: • 2,4-dinitrofenol (DNP), termogenina (UCP1).

14. Aplicaciones clínicas • Deficiencia de PDH → acidosis láctica. • Déficit de tiamina → síndrome de Wernicke-Korsakoff. • Inhibición del complejo IV por cianuro o CO → hipoxia tisular. • Uso de desacopladores → pérdida de energía como calor (termogénesis).

15. Conclusiones • El metabolismo del piruvato y del acetil-CoA conecta la glucólisis con la respiración celular. • El ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa son ejes centrales de la producción de ATP. • Las alteraciones en PDH o la cadena respiratoria tienen consecuencias metabólicas graves.

16. Bibliografía Harper, D. R. (2021). *Bioquímica ilustrada* (32ª ed.). McGraw-Hill Education. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). *Principios de Bioquímica de Lehninger* (7ª ed.). Reverté. Berg, J. M., Tymoczko, J. L., & Gatto, G. J. (2019). *Bioquímica* (9ª ed.). Freeman.