Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2024

La kombucha es una bebida que se hace a partir de té negro endulzado y fermentado. Esta bebida es el resultado de la acción de un cultivo en simbiosis de bacterias y levaduras llamado SCOBY.

1. En el SCOBY de la kombucha se dan diversas rutas metabólicas, como las que se muestran en los esquemas siguientes: [1 punto]


a) Rellene la tabla siguiente teniendo en cuenta los esquemas anteriores.

Esquema	Nombre de la ruta	Aeróbica/Anaeróbica	Destino de NAD+, NADH y FADH2 A			¿Qué utilidad tienen los NAD+ generados en las vías A y B? B			C			¿Qué utilidad tienen los NADH y FADH2 generados en la vía C?

b) Aparte de la kombucha, mencione un alimento o una bebida en cuya elaboración se utilicen organismos que sigan las rutas A y B.

Ruta	Alimento o bebida A	B

2. Otros de los organismos de la kombucha son unas bacterias del ácido acético, Gluconacetobacter, que transforman el etanol en ácido acético y ácido glucónico. [1 punto]
a) El ácido glucónico se considera un antiinflamatorio útil para tratar una reacción inflamatoria. ¿Qué tipo de respuesta inmunitaria es una reacción inflamatoria?
b) Los mastocitos son unas de las células implicadas en el proceso de la inflamación. ¿Dónde los podemos encontrar en el cuerpo humano? ¿Qué sustancias segregan y qué función tienen?

$\textbf{1. En el SCOBY de la kombucha se dan diversas rutas metabólicas, como las que se muestran en los esquemas siguientes: (1 punto)}$

$\textbf{a) Rellene la tabla siguiente teniendo en cuenta los esquemas anteriores.}$

Los esquemas A y B parten los dos de una molécula de glucosa y terminan en un producto orgánico todavía rico en energía, dos etanoles en un caso y dos ácidos lácticos en el otro, sin que intervenga el oxígeno: son fermentaciones. El esquema C, en cambio, es un ciclo que descarboxila por completo la materia orgánica hasta dióxido de carbono y va cargando coenzimas reducidos.

Esquema	Nombre de la ruta	Aeróbica/Anaeróbica	Destino de NAD+, NADH y FADH2 A	Fermentación alcohólica. La glucosa, tras la glucólisis, da piruvato, que se descarboxila a acetaldehído y este se reduce a etanol, con desprendimiento de dos moléculas de dióxido de carbono.	Anaeróbica	¿Qué utilidad tienen los NAD+ generados en las vías A y B? Regenerar el oxidante que la glucólisis necesita. En la glucólisis, la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato consume NAD+ y lo reduce a NADH; si no se recuperase, la célula agotaría enseguida su reserva de NAD+ y la glucólisis se detendría, con lo que dejaría de obtener incluso el poco ATP que rinde. La fermentación no sirve para obtener energía por sí misma, sino para devolver esos electrones a un compuesto orgánico y reoxidar el NADH a NAD+, de modo que la glucólisis pueda seguir funcionando en ausencia de oxígeno. B	Fermentación láctica. La glucosa da dos piruvatos que se reducen directamente a ácido láctico, sin desprendimiento de dióxido de carbono.	Anaeróbica	C	Ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, precedido en el esquema por la descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil-CoA.	Aeróbica	¿Qué utilidad tienen los NADH y FADH2 generados en la vía C? Son los transportadores que llevan los electrones arrancados a la materia orgánica hasta la cadena de transporte electrónico de la membrana mitocondrial interna, o de la membrana plasmática en el caso de las bacterias. Allí ceden sus electrones, que van pasando de un complejo a otro hasta el aceptor final, que es el oxígeno, y forman agua. La energía liberada en ese descenso se emplea en bombear protones y crear un gradiente electroquímico a través de la membrana, cuya vuelta a favor de gradiente por la ATP-sintasa fosforila el ADP. En esta fosforilación oxidativa se obtiene la mayor parte del ATP de la respiración celular, y por eso la vía C solo tiene sentido en presencia de oxígeno.

$\textbf{b) Aparte de la kombucha, mencione un alimento o una bebida en cuya elaboración se utilicen organismos que sigan las rutas A y B.}$

Ruta	Alimento o bebida A	La cerveza, el vino o el pan, elaborados con la levadura Saccharomyces cerevisiae. En la cerveza y el vino se aprovecha el etanol; en el pan, el dióxido de carbono, que forma las burbujas que hacen subir la masa y se evapora durante la cocción. B	El yogur, el queso o el chucrut, elaborados con bacterias lácticas de los géneros Lactobacillus y Streptococcus. El ácido láctico que producen acidifica el medio, precipita las proteínas de la leche y actúa además como conservante.

$\textbf{2. Otros de los organismos de la kombucha son unas bacterias del ácido acético, Gluconacetobacter, que transforman el etanol en ácido acético y ácido glucónico. (1 punto)}$

$\textbf{a) El ácido glucónico se considera un antiinflamatorio útil para tratar una reacción inflamatoria. ¿Qué tipo de respuesta inmunitaria es una reacción inflamatoria?}$

Es una respuesta inmunitaria inespecífica o innata, y además de carácter local.

Es inespecífica porque se desencadena igual sea cual sea el agente que la provoca, una bacteria, un hongo, un traumatismo o una quemadura: no hay reconocimiento previo del antígeno, ni especificidad, ni memoria inmunológica, de modo que una segunda agresión provoca exactamente la misma reacción que la primera. Es la segunda línea de defensa del organismo, la que actúa cuando un agente ha superado las barreras externas, y es innata porque nacemos con ella y no hay que adquirirla.

Sus signos característicos, enrojecimiento, calor, hinchazón y dolor, son consecuencia de la vasodilatación y del aumento de la permeabilidad de los capilares de la zona, que permiten la llegada masiva de plasma y de fagocitos al foco.

$\textbf{b) Los mastocitos son unas de las células implicadas en el proceso de la inflamación. ¿Dónde los podemos encontrar en el cuerpo humano? ¿Qué sustancias segregan y qué función tienen?}$

Los mastocitos o células cebadas se encuentran en el tejido conjuntivo, y de forma especialmente abundante justo debajo de las superficies por las que el organismo entra en contacto con el exterior: la dermis de la piel y las mucosas de los aparatos respiratorio y digestivo. También son numerosos alrededor de los vasos sanguíneos y de los nervios. Están, pues, apostados precisamente allí donde es previsible que un agente extraño penetre.

Su citoplasma está lleno de gránulos que liberan al activarse. El principal es la histamina, una amina que produce vasodilatación y aumenta la permeabilidad de los capilares de la zona: con ello llega más sangre, la zona se enrojece y se calienta, sale plasma al tejido y aparece la hinchazón, y los leucocitos pueden atravesar la pared del capilar y alcanzar el foco. Segregan también heparina, de acción anticoagulante, que mantiene fluida la sangre en la zona inflamada y facilita ese movimiento de células y de plasma, y otros mediadores como las prostaglandinas y los leucotrienos, responsables del dolor y de la fiebre, y factores quimiotácticos que atraen a los fagocitos.

En conjunto, su función es desencadenar y mantener la reacción inflamatoria, es decir, montar en el punto de la agresión las condiciones que permiten a las defensas llegar y actuar. El inconveniente es que esa misma liberación de histamina, cuando se dispara frente a un antígeno inofensivo, es la que produce los síntomas de las reacciones alérgicas.