Ejercicio resuelto de Glucólisis · Biología · Navarra · 2025

La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM) publica una sección llamada "Rincón del aula" donde encontramos el siguiente texto (adaptado):

Típicamente, las células tumorales se caracterizan por un aumento de la captación de glucosa para generar mayoritariamente lactato aún en presencia de oxígeno, fenómeno conocido como efecto Warburg o glicolisis aerobia (Figura 2). En este efecto se ha implicado a reguladores de la expresión génica como el factor inducible por hipoxia HIF-1. Este factor incrementa la expresión de los transportadores GLUT1 y GLUT3, la síntesis de enzimas glicolíticos como la hexoquinasa y la isoforma M2 de piruvato quinasa, así como la producción de lactato y su transporte al espacio extracelular por inducción de la expresión del enzima lactato deshidrogenasa y del transportador MCT4. Estas alteraciones conllevan, entre otras, una deficiencia en la función mitocondrial. La consecuente reducción en la respiración celular, junto a la inactivación de la piruvato deshidrogenasa mitocondrial, reforzarían la mayor dependencia en la glicolisis de estas células para la obtención de energía, dando una ventaja selectiva para la proliferación tumoral.




a) En base al texto anterior, explica mediante qué proceso o ruta metabólica obtienen la mayor parte de la energía las células tumorales. (0,5 puntos)
b) En el texto, se hace referencia a la glicolisis aerobia ¿Qué relación tiene con el oxígeno? ¿Es necesario el oxígeno para llevarla a cabo? Razona la respuesta. (0,5 puntos)

$\textbf{a) En base al texto anterior, explica mediante qué proceso o ruta metabólica obtienen la mayor parte de la energía las células tumorales. (0,5 puntos)}$

La obtienen por la glucólisis seguida de fermentación láctica, lo que el texto llama glucólisis aerobia o efecto Warburg.

La célula tumoral capta mucha glucosa gracias a la sobreexpresión de los transportadores GLUT, la degrada en el citosol hasta piruvato mediante las enzimas glucolíticas —hexoquinasa y piruvato quinasa M2—, y ese piruvato, en vez de entrar en la mitocondria, se reduce a lactato por la lactato deshidrogenasa y se expulsa por MCT4.

La vía mitocondrial queda relegada: el texto señala la deficiencia en la función mitocondrial y la inactivación de la piruvato deshidrogenasa, que impide la formación de acetil-CoA y, con ella, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa.

Como el rendimiento de esta ruta es bajo, apenas $2$ ATP por glucosa frente a los $30\text{-}32$ de la respiración completa, la célula lo compensa consumiendo glucosa a gran velocidad. Esa avidez por la glucosa es, precisamente, la que permite localizar los tumores mediante PET con glucosa marcada.

$\textbf{b) En el texto, se hace referencia a la glicolisis aerobia ¿Qué relación tiene con el oxígeno? ¿Es necesario el oxígeno para llevarla a cabo? Razona la respuesta. (0,5 puntos)}$

El nombre resulta paradójico y ahí está la clave: se llama aerobia no porque necesite oxígeno, sino porque ocurre a pesar de haberlo. Lo llamativo del efecto Warburg es que la célula tumoral fermenta incluso cuando dispone de oxígeno suficiente para respirar, algo que una célula normal no hace.

El oxígeno no es necesario para llevarla a cabo. Ni la glucólisis ni la reducción del piruvato a lactato utilizan oxígeno: la primera transcurre íntegramente en el citosol y el poder reductor lo recoge el $\text{NAD}^{+}$, que se regenera precisamente en la reacción de la lactato deshidrogenasa. El oxígeno solo haría falta para la cadena respiratoria mitocondrial, que es justamente la vía que estas células tienen relegada.