¿Qué es la glucólisis?
La glucólisis es un proceso biológico complejo que ocurre para convertir la glucosa en piruvato para proporcionar energía a cada célula viva. Dado que el ciclo de glucólisis implica la conversión de azúcar en la sangre en un anión de ácido pirúvico (piruvato), la glucólisis también se conoce como el ciclo del ácido cítrico.
Dado que este evento también implica la liberación de energía libre, se considera una reacción termodinámica. El resultado final es la síntesis de adenosina-5'-trifosfato (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido (NADH), dos nucleótidos que son componentes clave del ADN e importantes para el correcto funcionamiento metabólico. Si bien la glucólisis es un ejemplo simple de respiración celular anaeróbica y fermentación, existen diez pasos reactivos que involucran varias enzimas catalíticas y compuestos intermedios.
El primer evento que ocurre en la glucólisis utiliza la energía provista por las enzimas de glucólisis hexoquinasa para convertir una molécula de azúcar (glucosa) con seis átomos de carbono en dos compuestos que contienen tres átomos de carbono, o glucosa 6-fosfato. Esta sustancia luego se reorganiza molecularmente a "lactato", o produce un anión de ácido láctico. La "recuperación" del consumo de energía en la fase temprana de la glucólisis es la producción posterior de dos dinucleótidos de nicotinamida y adenina (NAD), seguidos de un grupo fosfato que se une a cada molécula de 3 carbonos, lo que genera 1,3-bisfosfoglicerato. Mientras tanto, el hidrógeno en la reacción se usa para reducir NAD, produciendo NADH. Finalmente, la enzima glucólisis piruvato quinasa se usa para producir dos ATP por cada molécula de glucosa involucrada en la reacción glucolítica.
La glucólisis es una vía metabólica básica que probablemente evolucionó hace miles de millones de años. Sin embargo, aunque ocurre en casi todos los organismos vivos, lo hace con variación. Por ejemplo, aunque la glucosa es el trampolín habitual para lanzar la glucólisis, otros monosacáridos pueden entrar en la reacción. Además, el lactato no es el único subproducto posible de la glucólisis, como lo demuestra la fabricación de dióxido de carbono y etanol cuando la levadura de cerveza experimenta fermentación. Finalmente, no todo el carbono se convierte necesariamente en piruvato y puede usarse para promover otras vías relacionadas con el carbono.
También se produce glucólisis disfuncional. Por ejemplo, las células cancerosas a menudo exhiben un ciclo glucolítico hasta 200 veces mayor que la tasa de células normales. Conocido como el efecto Warburg, esta aceleración puede ocurrir debido a la abundancia de enzimas hexoquinasa, o una deficiencia de oxígeno debido a la falta de flujo sanguíneo al sitio. Se observa una alteración similar en el metabolismo de la glucosa en la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, es más probable que esto sea causado por una acumulación de proteínas específicas que interfieren con la fosforilación.