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Héroes ocultos en la respiración: ¿Cuál es la magia de NADH y FADH2?
La respiración celular es un proceso clave por el cual las células biológicas convierten la energía química en energía disponible. En este proceso, los nutrientes se oxidan a través de una serie de reacciones metabólicas para producir ATP, la moneda energética de las células. Ya sea animales y plantas, o ciertas bacterias, cómo se libera la energía rentable, hay "héroes" desconocidos, a saber, NADH y FADH2.
El proceso de respiración celular puede describirse como un conjunto de reacciones metabólicas y procesos llevados a cabo dentro de las células biológicas, con el objetivo de convertir la energía química de los nutrientes a ATP y liberar desechos.
Nuestra historia comienza con la respiración aeróbica. Este es un proceso que requiere oxígeno y está ampliamente presente en el mundo biológico. Las células usan glucosa y otros nutrientes para realizar una serie de reacciones en el citoplasma y mitofisario. En última instancia, se generan NADH y FADH2 y juegan un papel clave en la cadena de transporte de electrones. Esto no solo ayuda en la producción de ATP, sino que también promueve la producción y liberación de dióxido de carbono y agua.
La mayor parte de la respiración de las células aeróbicas se produce por fosforilación oxidativa, y este proceso requiere trabajar juntos para impulsar NADH en la cadena de transporte de electrones.
La existencia de NADH y FADH2 permite que la cadena de transferencia de electrones funcione, y sus electrones perdidos impulsan continuamente los protones a pasar activamente a través de la membrana interna, formando un gradiente electrostático bombeado por protones, que a su vez impulsa la ATP sintetasa a funcionar, combinando ADP y ácido fosfórico inorgánico para generar ATP. Este proceso se llama penetración química, que mejora en gran medida la eficiencia de la producción de ATP.
La generación de ATP depende de NADH y FADH2 para cambiar su estado de energía a través de cadenas de transporte de electrones.
La eficiencia de NADH es particularmente excelente en la respiración aeróbica en las células. Según los datos, cada NADH eventualmente puede generar 2.5 ATP, mientras que FADH2 contribuye con 1.5 ATP. Esto hace que la respiración aeróbica exceda con creces la respiración anaeróbica en la capacidad de producir ATP, lo que puede producir entre 30 y 32 ATP por molécula de glucosa. En comparación con la respiración anaeróbica de 2 ATP, la ventaja es obvia.
Ustedes que aman el ejercicio alguna vez has pensado que en el ejercicio de alta intensidad, la fuente de energía de las células musculares para utilizar rápidamente son estos héroes ocultos NADH y FADH2? Al comienzo del ejercicio, el ATP suministrado proviene del metabolismo aeróbico, pero a medida que aumenta la intensidad del ejercicio y el suministro de oxígeno es insuficiente, las células comenzarán a recurrir a la fermentación anaeróbica para producir energía en forma de ácido láctico. En este momento, NADH debe renacer rápidamente para garantizar el suministro de energía correspondiente.
La producción de respiración anaeróbica no puede usar glucosa dentro de la célula para un proceso de oxidación completo, pero puede proporcionar rápidamente energía y renovar NAD+.
Este mecanismo refleja completamente la magia de NADH y FADH2. Incluso en ausencia de oxígeno, aún pueden apoyar las necesidades de energía de las células y evitar la fatiga causada por la acumulación excesiva de ácido láctico.
A medida que la investigación científica se profundiza, hemos aprendido que incluso en varios entornos, las bacterias que contienen diferentes receptores de electrones pueden continuar respirando y utilizando diferentes compuestos para respirar para generar ATP, lo que demuestra aún más la posición central de NADH y FADH2 en todo el metabolismo energético.
En el mundo microscópico de la vida, estas pequeñas moléculas exhiben grandes habilidades y son cruciales para las actividades biológicas. A medida que la investigación se profundiza, podemos explorar más a fondo su papel e importancia en diferentes organismos en el futuro.
¿Cuánto sabes sobre estas pequeñas moléculas que juegan un papel clave en la respiración? ¿Se puede encontrar su mágica en nuestras vidas más posibilidades?
