¿Cómo se regenera el ATP?
Fosforilación a nivel de sustrato:
- Este proceso implica la transferencia directa de un grupo fosfato de una molécula de sustrato al ADP, lo que da como resultado la formación de ATP.
- Ocurre durante la glucólisis (la descomposición de la glucosa) cuando ciertas enzimas, como la fosfoglicerato quinasa y la piruvato quinasa, transfieren grupos fosfato de las moléculas intermedias al ADP, generando ATP.
Fosforilación Oxidativa (Cadena de Transporte de Electrones en las Mitocondrias):
- La fosforilación oxidativa es el mecanismo más eficaz para la producción de ATP y tiene lugar en las mitocondrias.
- Durante la respiración celular (la descomposición de la glucosa u otros combustibles), los electrones de alta energía de las moléculas NADH y FADH2, generados en la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico, pasan a lo largo de la cadena de transporte de electrones.
- La energía liberada por la transferencia de electrones se utiliza para bombear protones (H+) a través de la membrana mitocondrial interna, creando un gradiente de protones.
- El flujo de protones a través de la ATP sintasa, un complejo enzimático, impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico (Pi).
Fosforilación a nivel de sustrato en el ciclo del ácido cítrico:
- En el ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs), la fosforilación a nivel de sustrato ocurre junto con la fosforilación oxidativa.
- En concreto, la enzima succinil Co-A sintetasa transfiere un grupo fosfato de la succinil Co-A al GDP, formando GTP.
- El GTP puede entonces donar directamente su grupo fosfato al ADP, es decir, ATP.
Glucólisis anaeróbica:
- En condiciones anaeróbicas, cuando el oxígeno es escaso o ausente, las células dependen de la glucólisis anaeróbica para generar ATP.
- En esta vía, la glucosa se descompone sin la participación de la cadena de transporte de electrones.
- La fosforilación a nivel de sustrato es el mecanismo principal para la regeneración de ATP en la glucólisis anaeróbica.
Transbordador de fosfocreatina:
- En los tejidos musculares, la creatina quinasa facilita la transferencia de un grupo fosfato de la fosfocreatina (PCr) al ADP, es decir, ATP.
- Esto sirve como una rápida reserva de energía, particularmente durante los períodos de intensa contracción muscular cuando la demanda de ATP es alta.
Glucogenólisis y Gluconeogénesis:
- La degradación del glucógeno (glucogenólisis), principalmente en el hígado y el músculo esquelético, puede liberar glucosa-1-fosfato (G1P) y glucosa-6-fosfato (G6P).
- Estos intermediarios pueden luego entrar en la glucólisis, generando ATP mediante fosforilación a nivel de sustrato y/o fosforilación oxidativa.
- Además, la gluconeogénesis (la síntesis de glucosa a partir de precursores no carbohidratos) puede producir glucosa, que posteriormente puede utilizarse para la glucólisis y la generación de ATP.
La elección de la vía de regeneración de ATP depende de varios factores, como la disponibilidad de oxígeno, las concentraciones de sustrato y las demandas energéticas de la célula. Estas vías trabajan colectivamente para mantener la homeostasis de la energía celular y proporcionar el ATP necesario para los procesos metabólicos en diferentes tejidos y condiciones fisiológicas.