Ejercicio resuelto de Metabolismo celular · Biología · 2025

Dos gemelos adultos del mismo peso, 80 kg, y el mismo porcentaje de grasa corporal (PGC), 25 %, deciden cambiar de hábitos, ya que el rango de normalidad de PGC para su edad es 10-15 %. El primero (individuo A) siguió una dieta hipocalórica con ejercicio moderado durante 1 año, alcanzando un PGC de 14 % y un peso de 72 kg. El segundo (individuo B) hizo entrenamiento de musculación y en un año bajó su PGC al 11 %, aumentando su tejido muscular proteico, por lo que su peso no se modificó (80 kg).


1. Indique cuál es la molécula más abundante de la grasa corporal, en qué compartimento de la célula se almacena y en qué consiste la primera reacción para su catabolismo. [1 punto]

2. En el caso del individuo A, indique cuál es la ruta catabólica responsable de la movilización de las reservas energéticas y el compartimento celular donde tiene lugar. [1 punto]

3. Indique cuántas moléculas de NADH y de $\text{FADH}_2$ se generarán por la oxidación completa de una molécula de un ácido graso saturado de 18 carbonos. Justifique su respuesta. [0,5 puntos]

$\textbf{1. Indique cuál es la molécula más abundante de la grasa corporal, en qué compartimento de la célula se almacena y en qué consiste la primera reacción para su catabolismo. [1 punto]}$

La molécula más abundante de la grasa corporal es el $\textbf{triacilglicérido}$ o triglicérido: una molécula de glicerina esterificada con tres ácidos grasos. Es la forma ideal de reserva porque está completamente reducida —rinde unas 9 kcal por gramo, más del doble que un glúcido— y porque, al ser apolar, se almacena sin agua de hidratación y ocupa muy poco.

Se almacena en el $\textbf{citoplasma de los adipocitos}$, agrupado en gotas lipídicas: inclusiones sin membrana verdadera, rodeadas solo por una monocapa de fosfolípidos con proteínas como la perilipina. En un adipocito blanco maduro esa gota es única y tan grande que desplaza el núcleo y el resto de los orgánulos contra la membrana.

La primera reacción de su catabolismo es la $\textbf{lipólisis}$, es decir, la $\textbf{hidrólisis de los tres enlaces éster}$ por acción de las lipasas —la lipasa sensible a hormonas y la triglicérido-lipasa del adipocito—, que liberan la glicerina y los tres ácidos grasos:

$\text{triacilglic{é}rido}+3\,\mathrm{H_2O}\ \longrightarrow\ \text{glicerina}+3\ \text{{á}cidos grasos}$

A partir de ahí, la glicerina entra en la glucólisis convertida en dihidroxiacetona-fosfato y los ácidos grasos pasan a la sangre y se degradan por $\beta$-oxidación.

$\textbf{2. En el caso del individuo A, indique cuál es la ruta catabólica responsable de la movilización de las reservas energéticas y el compartimento celular donde tiene lugar. [1 punto]}$

El individuo A ha seguido una dieta hipocalórica: ingiere menos energía de la que gasta y ha bajado de 80 a 72 kg, perdiendo casi 10 kg de grasa. Para cubrir ese déficit, el organismo tira de sus reservas.

La ruta responsable de la movilización es la $\textbf{lipólisis}$, la hidrólisis de los triglicéridos del tejido adiposo que acaba de describirse, activada por el glucagón y la adrenalina cuando baja la glucemia. Tiene lugar en el $\textbf{citosol del adipocito}$, sobre la superficie de la gota lipídica.

Los ácidos grasos liberados viajan por la sangre unidos a la albúmina hasta el músculo y el hígado, y allí se degradan por $\boldsymbol{\beta}$-$\textbf{oxidación}$, que ocurre en la $\textbf{matriz mitocondrial}$ y produce acetil-CoA, NADH y $\mathrm{FADH_2}$; el acetil-CoA se oxida en el ciclo de Krebs, también en la matriz, y los coenzimas reducidos ceden sus electrones a la cadena respiratoria de la membrana mitocondrial interna.

Es decir: la movilización propiamente dicha es citosólica y ocurre en el tejido adiposo, y la obtención de energía es mitocondrial y ocurre en los tejidos consumidores.

$\textbf{3. Indique cuántas moléculas de NADH y de }$$\boldsymbol{\text{FADH}_2}$$\textbf{ se generarán por la oxidación completa de una molécula de un ácido graso saturado de 18 carbonos. Justifique su respuesta. [0,5 puntos]}$

Hay que sumar lo que aporta la $\beta$-oxidación y lo que aporta el ciclo de Krebs.

En la $\boldsymbol{\beta}$-$\textbf{oxidación}$, cada vuelta corta dos carbonos del extremo y produce un acetil-CoA, un NADH y un $\mathrm{FADH_2}$. Con 18 carbonos hacen falta

$n=\dfrac{18}{2}-1=8\ \text{vueltas}$

—una menos que la mitad, porque en la última vuelta se obtienen dos acetil-CoA de golpe—, de modo que salen $\textbf{9 acetil-CoA}$, 8 NADH y 8 $\mathrm{FADH_2}$.

En el $\textbf{ciclo de Krebs}$, cada acetil-CoA da 3 NADH y 1 $\mathrm{FADH_2}$, así que los nueve aportan $9\cdot3=27$ NADH y $9\cdot1=9$ $\mathrm{FADH_2}$.

$\textbf{Total: }8+27=\textbf{35 NADH}\ \text{y}\ 8+9=\textbf{17 FADH}_2$

Se obtienen además 9 GTP en el ciclo de Krebs, y hay que descontar los 2 ATP que consume la activación previa del ácido graso a acil-CoA.