¿Qué es el metabolismo oxidativo?

El metabolismo oxidativo es la primera mitad catabólica del metabolismo en el que la célula descompone las moléculas en energía, o trifosfato de adenosina (ATP). La segunda mitad del metabolismo implica el uso de esa energía celular para construir moléculas como tejidos y órganos, y se conoce como anabolismo. La respiración celular aeróbica, un proceso que requiere el uso de oxígeno, es la forma más eficiente de producción de ATP. El ATP también se puede producir anaeróbicamente, sin la presencia de oxígeno.

El metabolismo oxidativo comienza con la descomposición de nutrientes orgánicos como carbohidratos, azúcares, proteínas, vitaminas y grasas. La glucosa, un azúcar simple, es el nutriente más común que se descompone en un proceso conocido como glucólisis o metabolismo de la glucosa. El metabolismo de la glucosa produce dos moléculas de piruvato que ingresan a las mitocondrias de la célula y se inician en el ciclo de Krebs. La mitocondria es un orgánulo que suministra energía celular al resto de la célula.

El ciclo de Krebs, denominado ciclo del ácido cítrico, así como el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), describe la parte oxidativa del metabolismo oxidativo. La oxidación es la reducción de electrones y la liberación de energía. Este ciclo comienza con una molécula de piruvato que, después de una serie de reacciones químicas, se introduce en el ciclo como ácido oxaloacético. El ciclo comienza y termina con ácido oxaloacético, que sufre una serie de reacciones químicas iniciadas por enzimas durante el ciclo para producir energía.

En el ciclo del ácido cítrico, la oxidación de los átomos de carbono produce la producción de dióxido de carbono y energía. Hay dos moléculas de piruvato que ingresan a las mitocondrias a partir de una reacción del metabolismo de la glucosa, por lo que el ciclo de TCA implica dos ciclos para completar. Cada turno produce un ATP y, al finalizar, se producen dos ATP. El metabolismo oxidativo es un proceso eficiente en el sentido de que produce numerosos subproductos, conocidos como intermedios de reacción, que se utilizan casi de inmediato para el anabolismo una vez que se completa el catabolismo.

El metabolismo oxidativo se ve afectado por enfermedades como la diabetes tipo 1. La diabetes tipo 1 evita que la glucosa ingrese a la célula, y si no se trata, no habrá glucosa disponible para la producción normal de energía a través de la glucólisis. El cuerpo recurrirá a la descomposición de los ácidos grasos para alimentarse. La descomposición de los ácidos grasos da como resultado un subproducto ácido conocido como cuerpos cetónicos. Si no se trata, la cantidad de cuerpos cetónicos acidifica el hidrógeno de potenz (pH) de la sangre y conduce a la cetoacidosis, que pone en peligro la vida.