Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2024

La enfermedad de Alzheimer, principal causa de demencia en adultos, se relaciona con un descenso en el metabolismo de la glucosa en el cerebro como representa la figura.



a) ¿A qué orgánulo se hace referencia?
b) Los asteriscos 1 y 2 indican dos puntos afectados del proceso. Identifícalos y explica su función.
c) ¿Qué tipo de molécula es el NADH y qué función tiene en la célula?

$\textbf{a) ¿A qué orgánulo se hace referencia?}$

A la mitocondria, dibujada en el esquema con sus dos membranas, el espacio intermembranoso, la matriz y las crestas. Es el orgánulo donde se completa la oxidación de la glucosa y donde se obtiene la mayor parte del ATP de la célula, y de ahí que su deterioro se relacione con el descenso del metabolismo de la glucosa en el cerebro.

$\textbf{b) Los asteriscos 1 y 2 indican dos puntos afectados del proceso. Identifícalos y explica su función.}$

El asterisco $1$ señala la glucólisis, la secuencia de reacciones que en el esquema lleva de la glucosa al piruvato pasando por la glucosa-$6$-fosfato, la fructosa-$1{,}6$-bisfosfato y el gliceraldehído-$3$-fosfato. Ocurre en el citosol, no necesita oxígeno y su función es doble: degradar la glucosa hasta dos moléculas de piruvato y obtener en el proceso un rendimiento neto de dos ATP y dos NADH.

El asterisco $2$ señala el ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico, que transcurre en la matriz mitocondrial. Su función es oxidar por completo el acetil-CoA procedente del piruvato: en cada vuelta libera dos $\text{CO}_2$ y recoge la energía en forma de tres NADH, un $\text{FADH}_2$ y un GTP. Es además la encrucijada del metabolismo, porque por él entran también los esqueletos carbonados de ácidos grasos y aminoácidos.

Si ambos puntos están afectados, la neurona no puede aprovechar la glucosa, que es prácticamente su único combustible, y sufre un déficit energético que explica su deterioro.

$\textbf{c) ¿Qué tipo de molécula es el NADH y qué función tiene en la célula?}$

El NADH es una coenzima, concretamente un dinucleótido formado por nicotinamida —derivada de la vitamina $\text{B}_3$ o niacina— y adenina, unidos por sus ribosas a través de dos grupos fosfato. Es la forma reducida de la coenzima; la oxidada es el $\text{NAD}^{+}$.

Su función es transportar electrones y protones, es decir, poder reductor. Actúa como coenzima de las deshidrogenasas: recoge los dos electrones y el protón que se retiran de un sustrato al oxidarlo y los cede después a otra molécula.

En el catabolismo, el NADH recogido en la glucólisis y en el ciclo de Krebs lleva esos electrones a la cadena transportadora de la membrana mitocondrial interna, donde su oxidación alimenta el bombeo de protones y, con él, la síntesis de la mayor parte del ATP celular. No es, por tanto, una molécula energética en sí misma, sino la que conduce la energía desde donde se libera hasta donde se convierte en ATP.