Q11.5. Glucólisis y oxidación del piruvato
La glucólisis transforma glucosa en piruvato conservando energía como ATP y NADH. El destino del piruvato conecta fermentación, respiración y biosíntesis.
Objetivos de aprendizaje
- Describir fases de inversión y pago de glucólisis.
- Identificar pasos irreversibles y regulados.
- Explicar fermentación y regeneración de NAD+.
- Relacionar piruvato con acetil-CoA.
Mapa del capítulo
Arquitectura de la glucólisis
La fase de inversión consume ATP para fosforilar y activar la glucosa. La fase de pago produce ATP por fosforilación a nivel de sustrato y NADH por oxidación de gliceraldehído-3-fosfato. Por glucosa, el balance neto es 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvatos en condiciones glucolíticas.
Pasos regulados
Hexoquinasa/glucoquinasa, fosfofructoquinasa-1 y piruvato quinasa catalizan pasos con gran caída de energía libre y son puntos de control. PFK-1 integra señales de energía: ATP y citrato inhiben; AMP y fructosa-2,6-bisfosfato activan. La regulación evita que la ruta fluya sin necesidad.
Fermentación
En ausencia de oxidación mitocondrial suficiente, NADH debe reoxidarse a NAD+ para sostener la glucólisis. La lactato deshidrogenasa reduce piruvato a lactato. En levaduras, piruvato se convierte en etanol y CO2. La función bioenergética de la fermentación es regenerar NAD+, no maximizar ATP.
Piruvato deshidrogenasa
En condiciones aeróbicas, el complejo piruvato deshidrogenasa convierte piruvato en acetil-CoA, liberando CO2 y formando NADH. Es una descarboxilación oxidativa con cofactores TPP, lipoamida, FAD, NAD+ y CoA. Este paso vincula glucólisis con ciclo de ácido cítrico y está fuertemente regulado.
Ejemplo trabajado de lectura metabólica
El músculo intenso produce lactato porque necesita regenerar NAD+ rápido; el lactato no es basura metabólica, puede viajar al hígado y alimentar gluconeogénesis en el ciclo de Cori.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Memorizar pasos sin balance | El balance energético explica la función de la ruta. |
| Creer que fermentación produce mucho ATP | Su valor es regenerar NAD+. |
| Olvidar regulación de PFK-1 | Es el punto de compromiso principal de glucólisis. |
Autoevaluación
- Calcula el balance neto de glucólisis.
- Explica por qué se produce lactato.
- Enumera cofactores de piruvato deshidrogenasa.