3.4 - Respiració aeròbia i fermentacions
#Apunt #Biologia #Metabolisme #UNITAT03
Keywords: respiració cel·lular; glicòlisi; àcid pirúvic; cicle de Krebs; cadena respiratòria; fosforilació oxidativa; fermentació làctica; fermentació alcohòlica; beta-oxidació; probiòtics
El destí de la glucosa
- Glicòlisi (al citosol/hialoplasma): glucosa (6C) → 2 àcid pirúvic (piruvat, 3C) + 2 ATP + 2 NADH. És comuna a la respiració i a les fermentacions.
- El destí del piruvat depèn de l'oxigen:
- Amb O₂ → respiració aeròbia (mitocondri).
- Sense O₂ → fermentació (citosol).
C. Respiració aeròbia
- Degradació total de la matèria orgànica a CO₂ i H₂O als mitocondris, amb obtenció d'ATP. Equació: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energia.
| Etapa | Lloc | Què passa |
|---|---|---|
| 1. Descarboxilació oxidativa del piruvat | Matriu mitocondrial | Piruvat → acetil-CoA (2C) + CO₂ + NADH |
| 2. Cicle de Krebs | Matriu | Acetil-CoA → CO₂, GTP (≈ATP), NADH i FADH₂. Els 6 C de la glucosa surten com a 6 CO₂ (2 a l'etapa 1 + 4 al Krebs) |
| 3. Cadena respiratòria (transport electrònic) | Membrana interna (crestes) | El NADH i el FADH₂ cedeixen electrons; l'O₂ n'és l'acceptor final i es forma aigua; es bombegen H⁺ a l'espai intermembrana |
| 4. Fosforilació oxidativa | ATP-sintases de la membrana interna | El gradient de H⁺ fa sintetitzar ATP: ~2,5 ATP/NADH i ~1,5 ATP/FADH₂ |
- Balanç: ~30-32 ATP per glucosa (vs 2 ATP de la fermentació).
- Els àcids grassos també s'oxiden a la matriu per la β-oxidació, que genera acetil-CoA → Krebs.
D. Fermentacions
- Rutes anaeròbiques, al citosol; el piruvat es redueix a una molècula orgànica (per regenerar el NAD⁺) i només s'obtenen els 2 ATP de la glicòlisi.
| Làctica | Alcohòlica | |
|---|---|---|
| Producte | Àcid làctic (lactat) | Etanol + CO₂ (via acetaldehid) |
| Qui la fa | Cèl·lules musculars sense prou O₂; bacteris (Lactobacillus) | Llevats (Saccharomyces cerevisiae) |
| Usos | Iogurt, formatge (l'àcid baixa el pH i fa precipitar les proteïnes de la llet), xucrut, kimtxi | Cervesa, vi, destil·lats, pa (el CO₂ fa pujar la massa; l'etanol s'evapora al forn), bioetanol |
- Probiòtic: aliment amb microorganismes ben caracteritzats, vius en ingerir-lo i amb beneficis provats en almenys un assaig clínic en humans (iogurt, quefir). No tots els aliments fermentats ho són.
- Figura destacada: Gerty Cori (Nobel de Medicina 1947, metabolisme dels glúcids: cicle de Cori).
Per a l'examen
- Glicòlisi (citosol) → amb O₂: mitocondri (~30-32 ATP); sense O₂: fermentació (2 ATP).
- Làctica (múscul, iogurt) vs alcohòlica (llevats: pa, vi).
