En capítols anteriors…
En la última entrada varem veure el cicle de Krebs (TCA), el mecanisme pel qual el cos pot generar més energia del metabolisme dels carbohidrats quan hi ha disponibilitat d’oxigen (i permet realitzar esforços de més llarga durada), a diferència de la glucòlisi anaeròbica on generem adenosina trifosfat (ATP) més ràpid a expenses d’una acumulació de lactat a través de la fermentació làctica (per a esforços intensos però de no més de 30″ a uns minuts de durada).
També hem mencionat ja en més d’una ocasió que bona part del ATP que obtenim no ve del TCA sinó de la cadena de transport d’electrons (ECT) que és la que aprofita el NAD i FAD que genera el cicle per a re-sintetitzar grans quantitats d’ATP.
Avui veurem amb una mica més de detall doncs aquest procés que té lloc a l’ETC, que rep el nom de fosforilació oxidativa.
Lectures prèvies recomanades
- Apunts de bioquímica
- Apunts de fisiologia de l’exercici – Introducció al metabolisme energètic
- Apunts de fisiologia de l’exercici – Glicogenòlisi i Glicòlisi Anaeròbica
- Apunts de fisiologia de l’exercici – Glucòlisi Aeròbica i el Cicle de Krebs
La fosforilació oxidativa
La fosforilació oxidativa és quantitativament el procés més important per a obtenir ATP. Aquesta via metabòlica té com a substrat els metabòlits derivats de la degradació de lípids, proteïnes i hidrats de carboni (tot i que per ara hem vist majoritàriament aquests últims).
Una conseqüència derivada de la degradació dels diferents substrats energètics és l’alliberació d’hidrogen (H). Aquest element apareix durant la glucòlisi anaeròbica, durant el pas de piruvat a acetil-CoA i també en el cicle de Krebs. Idealment l’H ha de ser eliminat, ja que si romangués a l’organisme provocaria una disminució del pH, que representa una agressió per a la estabilitat del medi cel·lular.
Sempre que sigui possible l’H serà transferit a l’interior del mitocondri a través de la membrana cel·lular interna, on entrarà en aquest procés, també denominat “cadena respiratòria“. Aquest procés permet, per un costat, que es mantingui l’estabilitat del medi cel·lular i per l’altra, obtenir grans beneficis des del punt de vista energètic.
La cadena respiratòria està constituïda per una sèrie de 7 transportadors (citocroms).
Al entrar en la cadena de transport d’electrons, l’H es desprèn del seu intermediari (NAD o FAD) i es fragmenta en protons (H+, càrrega positiva) i una parella d’electrons (2e–) d’alta energia. Aquests últims s’incrusten en el primer citocrom de la cadena i es traslladen pels següents fins arribar a l’últim (citocrom a3).
En aquesta translació els electrons generen energia per a re-sintetitzar 3 molècules d’ATP quan l’H ha estat donat pel NAD (actua com a donador), o bé 2 molècules d’ATP quan venen del FAD. En aquest últim cas, els electrons circulen des del segon citocrom (ubiquinona) al últim (citocrom a3). L’oxigen és l’acceptor.
En qualsevol cas, tots els electrons arriben finalment al lloc ocupat pel citocrom a3 i s’acoblen a l’oxigen que prové de l’aire atmosfèric, convertint-lo en oxigen iònic, que en la seva unió amb el H+ formarà H2O evitant l’acidificació del medi intern.
Per això es diu fosforilació oxidativa, perquè l’ADP es fosforila a ATP utilitzant l’enzim ATP sintasa i l’energia d’oxidació de l’hidrogen a través de tots aquests passos. Es produeixen entre 30 i 36 ATPs en aquest procés.
Recursos extra
A l’entrada de la Viquipèdia sobre la fosforilació podeu veure detalladament els passos de tot el procés a través dels diferents complexes. Els apunts ho deixen aquí i en part em sembla normal ja que ens trobem a l’assignatura de fisiologia de l’esport.
És probable que en el futur recuperi els apunts de bioquímica que van faltar l’any passat per a complementar aquests, ja que aquest punt pot resultar crític més endavant al blog per a comprendre coses com l’estrès oxidatiu i quins en són els majors agents causants.
Relacionat amb això, fa un temps vaig escriure una petita entrada d’opinió, potser si vulgueu donar una ullada.
Vídeo suggerit:
Seguint amb la sèrie de vídeos de les entrades anteriors i com ja us havia introduït, la part 5 del documental del Canal Ciencia sobre la respiració cel·lular ho explica molt bé. Podeu veure el vídeo sencer de tot el procés fent clic aquí.
Altres vídeos interessants:
- Crash Course – ATP & Respiration – Biology #7
- Cellular Respiration 4 – Oxidative Phosphorylation
- Oxidation and reduction reactions by KINprof
- Electron Chain Transport by KINprof
