Metabolismo de lípidos

Son un grupo de moléculas orgánicas en cuya composición química intervienen principalmente los elementos C, H y O y, en menor proporción S y P. La característica común de todos ellos es que son sustancias poco o nada solubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos(cloroformo, éter, benceno, xilol, etc.)

Es un grupo muy heterogéneo, ya que no tienen en común ni la estructura de sus moléculas ni la gran variedad de funciones que desempeñan.

Tanto en las plantas como los animales, los lípidos se almacenan en grandes cantidades como triacil gliceroles neutros altamente insolubles.

Los lípidos funcionan como aislantes importantes de órganos internos delicados. Así mismo, el tejido nervioso, la membrana plasmática y todas las membranas de las partículas subcelulares como mitocondrias, retículo endoplasmático y núcleo tiene lípidos complejos como componentes esenciales. Ellos pueden ser degradados rápidamente para satisfacer las demandas energéticas de la célula.

Funciones de los lípidos.

1. Función energética: son carburantes metabólicos y forman depósitos de reserva energética.

2. Función estructural: son constituyentes estructurales de las membranas biológicas.

3. Función vitamínica: vitaminas liposolubles A, D, E y K.

4. Función hormonal: hormonas esteroideas.

Clasificación de los lípidos según su estructura molecular:

1. Lípidos saponificables: son capaces de formar jabones al reaccionar con bases alcalinas (NaOH y KOH). Agrupa a losácidos grasos y a sus derivados,ya sea mediante la formación de enlaces éster con otras sustancias (triacilglicéridos,lípidos de membrana y ceras), o mediante otras modificaciones(eicosanoides).

2. Lípidos insaponificables:carecen de enlace éster, por loque no forman jabones tras la

hidrólisis alcalina. Derivan desucesivas condensaciones deunidades de isopreno (una

molécula de cinco átomos decarbono), por lo que también reciben el nombre de

isoprenoides y agrupa a los terpenos y a los esteroides.

 Lípidos saponificables

* Ácidos Grasos

Es un ácido orgánico formado por una larga cadena hidrocarbonada, generalmente lineal, que

puede considerarse derivada de la cadena alifática de un hidrocarburo, en la que el grupo metilo

terminal (-CH3) se ha oxidado a grupo ácido carboxílico (-COOH).

Son importantes carburantes metabólicos de la célula y pueden detectarse en estado libre

en el plasma sanguíneo y en el interior de las células, pero habitualmente se encuentran unidos

mediante enlaces éster a grupos alcohol de determinadas moléculas y formen parte de la

estructura molecular de las grasas, de los glicerolípidos y esfingolípidos de las membranas

biológicas y de las ceras. También se pueden encontrar esterificando al colesterol.

* Grasas. ( Triglicéridos)

Se trata de sustancias incoloras, inodoras e insípidas excepto cuando se enrancian que adquieren tonalidades más oscuras y amarillentas y modifican su olor y sabor. Son esteres de la glicerina con ácidos grasos (triglicéridos). En presencia de un alcali sufren el proceso de saponificación que consiste en la hidrólisis de la grasa formándose glicerol y liberándose los ácidos grasos que se unen al alcali formando una sal alcalina hidrosoluble (jabón). En el organismo la saponificación se produce merced a las lipasas segregadas por el páncreas.

Son sustancias hidrófobas, flotan en el agua, no son solubles en ella pero forman emulsiones como por ejemplo las que se encuentran en la leche.

Constituyen el principal componente de la fracción lipídica de los alimentos concentrados llegando hasta un 98%. Abundan en determinadas semillas (soja, girasol, algodón) y frutos (aceituna), aunque en líneas generales son escasas en el reino vegetal.

Figura : Estructura básica de los triglicéridos. Los radicales (R1, R2, y R3) consisten de una cadena carbonadas de longitud y saturación variable.

Los ácidos grasos que las integran tienen una gran importancia desde el punto de vista nutritivo. Suelen ser ácidos de cadena larga que tienen entre 4 y 24 átomos de carbono y un solo grupo carboxilo. Son frecuentes los que presentan entre 16 y 18 carbonos en su cadena. Las propiedades físicas y químicas de un determinado triglicérido dependen de los ácidos grasos que lo integran. En este sentido hay que resaltar que dentro de un mismo triglicérido puede presentarse un mismo ácido graso o distintos y en posiciones diferentes. Los que tienen menos de diez átomos de carbono son líquidos.

 Los triglicéridos en los que abundan los ácidos grasos insaturados tienen menor consistencia que los que presentan ácidos grasos con mayor grado de saturación.

Estas propiedades tienen una gran importancia dietética ya que muchos ácidos poliinsaturados se comportan como ácidos grasos esenciales. Los más frecuentes en las grasas son el palmítico, el esteárico y el oleico, este último presente un doble enlace en el centro de su cadena.

*Ceras.

Son lípidos sencillos compuestos por un ácido graso de cadena larga esterificado con un alcohol de alto peso molecular. Carecen de valor nutritivo puesto que no son digeridas por animales. Suelen constituir las cubiertas protectores de tejidos animales (lana, plumas) y vegetales.

* Fosfolípidos. Esteres del glicerol en el que dos grupos hidroxilo se esterifican con dos ácidos grasos de cadena larga y un grupo con ácido fosfórico. Presentan propiedades emulsionantes y realizan importantes funciones en el transporte de lípidos en la sangre. Los más abundantes en animales y vegetales son las lecitinas en las que el ácido fosfórico se encuentra también esterificado con la base nitrogenada colina.

* Glicolípidos. Los glicolípidos son una segunda clase de lípidos que se encuentran principalmente en los forrajes (gramíneas y leguminosas). Tienen una estructura parecida a los triglicéridos con la excepción que uno de los tres ácidos grasos ha sido sustituido por un azúcar (usualmente galactosa). Cuando uno de los ácidos grasos se sustituye por un fosfato ligado a otra estructura compleja, el lípido se llama fosfolípido. Los fosfolípidos son componentes menores en los alimentos, encontrados principalmente en las bacterias del rumen.  Abundan en los forrajes. Dos grupos hidroxilo del glicerol se esterifican con ácidos grasos especialmente linoleico. Al otro grupo hidroxilo se incorporan una o dos moléculas de galactosa.

* Esfingolípidos. Contienen el aminoalcohol esfingosina en vez del glicerol, al que se le añaden un ácido graso, fosfato y colina. Abundan en las membranas del tejido nervioso.

* Lipoproteínas. Son lípidos asociados a proteínas específicas. Importantes en el transporte de lípidos por vía sanguínea.

Lípidos insaponificables

* Esteroides. Grupo de compuestos fisiológicamente importantes en animales y vegetales derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno.

* Terpenos. Tienen olores y sabores característicos. Al degradarse producen isopreno. No proporcionan energía a los animales.

Dentro de este grupo también se incluyen los carotenoides, pigmentos vegetales yvitaminas liposolubles, como lípidos no saponificables y misiones específicas en el interior del organismo.

Digestión y absorción de grasas.

El objetivo primario de la digestión de los lípidos es hacerlos hidromiscibles y puedan absorberse a través de las microvellosidades intestinales que están recubiertas por una capa acuosa.

La separación mecánica de los lípidos de los demás nutrientes comienza en el estómago por efecto de los movimientos peristálticos. Dicha acción continúa en el duodeno a donde llega una grosera emulsión de grasa que se irá hidrolizando gracias a la acción combinada de las lipasas pancreáticas y de las sales biliares. El tamaño de las partículas de grasa se reduce hasta los 500-1000 Ä. La acción detergente de las sales biliares es previa a la acción de la lipasa pues deja las partículas grasas con mayor superficie por unidad de volumen con lo que facilita la acción de las enzimas pancreáticas.

La hidrólisis de los triglicéridos aun así no es total sino que se forman unas micelas de monoglicéridos, ácidos grasos y ácidos biliares que poseen grupos polares que se orientan hacia el exterior en contacto con la fase acuosa, mientras que los grupos no polares forman el corazón lipídico de la micela. Las micelas producidas en la luz del duodeno tienen un diámetro de 50-100 Ä y transportan los lípidos hasta las células de la mucosa intestinal donde son posteriormente absorbidas.

Absorción intestinal de los lípidos

Los fosfolípidos y los ácidos grasos procesados son digeridos y absorbidos a través de la pared del intestino. La bilis secretada por el hígado y las secreciones pancreáticas (ricas en enzimas y en especial las lipasas pancreáticas y bicarbonato) se mezclan con el contenido del intestino delgado. Las secreciones biliares en especial los ácidos glicocólico, taurocólico y cólico son esenciales para preparar los lípidos para absorción, formando partículas mezclables con agua que pueden entrar en las células intestinales. En las células intestinales la mayor parte de los ácidos grasos se ligan con glicerol (proveniente de la glucosa de la sangre) para formar triglicéridos.

Los triglicéridos, algunos ácidos grasos libres, colesterol y otras sustancias relacionadas con lípidos se recubren con proteínas para formar lipoproteínas ricas en triglicéridos, también llamados lipoproteínas de baja densidad. Las lipoproteínas ricas en triglicéridos entran en los vasos linfáticos y de allí pasan al canal torácico (donde el sistema linfático se conecta con la sangre) y así llegan a la sangre. En contraste con la mayoría de nutrientes absorbidos en el tracto gastrointestinal los lípidos absorbidos no van al hígado sino que entran directamente a la circulación general. Así los lípidos absorbidos pueden ser utilizados por todos los tejidos del cuerpo sin ser procesados por el hígado.

Catabolismo de los lípidos

El principal mecanismo de obtención de energía de los lípidos (sustancias con muy alto valor calórico) lo constituye la oxidación de los ácidos grasos, que se obtienen de los triglicéridos mediante hidrólisis por lipasas específicas. Éstos siempre podrán entrar en el ciclo de Krebs, por lo que cuanto más largo sea el ácido graso mayor cantidad de energía se obtendrá en su oxidación. La glicerina también podrá degradarse si se transforma en dihidroxiacetona, entrando en la glucólisis.

En el caso de los mamíferos, los ácidos grasos (en forma de triglicéridos) tienen una importancia capital como almacén y fuente de energía. El exceso de glúcidos ingeridos en la dieta se almacenan en esta forma, para ser movilizados cuando el organismo lo necesite durante los periodos de ayuno o de demanda energética excesiva. Los triglicéridos son especialmente aptos para esta función. El principal mecanismo de obtención de energía de los lípidos lo constituye la llamada beta-oxidación de los ácidos grasos. Estos ácidos grasos se obtienen de la hidrólisis de los triacilglicéridos mediante el concurso de enzimas específicas y se difunden a la sangre donde los ácidos grasos se unen a las albúminas. Los ácidos grasos ligados a la albúmina son transportados a otros tejidos donde pueden emplearse como fuente energética.

Los ácidos grasos se unirán a una molécula de coenzima A (CoA) en el citoplasma, quedando activados como acil-CoA. De esta forma pasan a la mitocondria, donde sufren el proceso denominado b-oxidacion. Los ácidos grasos se oxidan completamente hasta dióxido de carbono y agua. El resultado de cada ciclo oxidativo de la beta-oxidación de los ácidos grasos es la formación de equivalentes reductores (FADH2 y NADH), una molécula de acetil-coenzima A y una molécula de acil-coenzima A dos carbonos más corta. El acetil-coenzima A se incorpora al ciclo de Krebs para continuar su degradación. Como ejemplo el balance energético de 1 mol de ácido palmítico (16 átomos de carbono) da lugar a 129 ATP.

 

 

Ampliar información en los siguientes vinculos:

 



http://www.canal-h.net/webs/sgonzalez002/Bioquimic/METLIPID.htm

 

 

http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/fisiologia-general/materiales-de-clase-1/tema-1.-introduccion-al-estudio-de-la-fisiologia/Tema%204B-Bloque%20I-Vias%20Degradacion%20Lipidos.pdf

 

 

http://saber.ucv.ve/jspui/bitstream/123456789/2392/2/Unidad%205.%20LIPIDOS.pdf

 

 

 



Respiración celular.Ciclo del ácido tricarboxílico.Cadena respiratoria

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs corresponde a la segunda etapa en la respiración celular. Como su nombre lo indica ocurre en forma cíclica comenzando en un punto y terminando en el mismo punto.

El compuesto de 3 Carbonos llamado PIRUVATO formado en la etapa de la glucólisis, es transformado por acción de una enzima, en el citosol, en una molécula de 2 Carbonos denominada Acetil Coenzima A, liberando una molécula de dióxido de carbono (CO₂).

Esa molécula de 2 C, la acetil coenzima A ingresa dentro de la mitocondria atravesando la membrana y en la matriz cumple el mencionado ciclo de Krebs que podemos resumir de la siguiente manera:

Ingresa una molécula de 2 C, la acetil coenzima A

• Esta se une con una molécula de 4C (Oxalacetato) y forma una molécula de 6 carbonos (Citrato)
• El Citrato se transforma en una molécula de 5 C llamada alfa ceto glutarato, liberando una molécula de CO₂
• El alfa ceto glutarato (5C) se transforma en una molécula de 4C (oxalacetato) perdiendo otra molécula de CO₂. Esta molécula de 4C formada se usa nuevamente para comenzar otra vuelta del ciclo al unirse a otra molécula de 2C y formar una nueva molécula de 6C. (ver esquema). En todo el ciclo las reacciones son comandadas por enzimas y se liberan  3 CO₂  y  también hidrógenos de alta energía(H⁺) que pasan a la siguiente etapa de la cadena respiratoria

 

 

La cadena respiratoria

La cadena respiratoria se cumple por acción del complejo de enzimas (proteínas) ubicadas en la cresta mitocondrial (pliegues de la membrana mitocondrial interna).

La cadena respiratoria usa los hidrógenos de alta energía (H⁺) liberados durante el ciclo de Krebs y los hace pasar de una enzima a otra para hacer que pierdan gradualmente la energía hasta que logran una energía lo suficientemente baja para que estos hidrógenos se unan al oxígeno y formen agua como producto final de todo el ciclo.

A medida que los hidrógenos van perdiendo energía simultáneamente se van formando ATP almacenando la energía liberada. Balance neto 36 ATP formados por cada molécula de glucosa utilizada.

Podemos decir que en los procesos de Ciclo de Krebs y cadena respiratoria los productos que ingresan de 3 Carbonos son transformados finalmente en CO₂ y H₂O, esta última formada por los hidrógenos y el oxígeno, y es esta parte final la única de todo el proceso que consume oxígeno para formar agua.

Los hidrógenos de alta energía formados se mueven fuera de membrana mitocondrial interna por acción de las enzimas de la cadena respiratoria (Complejo NADH deshidrogensa, Complejo Citocromo, Complejo citocromo oxidasa)

 

 

 

Metabolismo parte 1 from marielahonores

Metabolismo de los carbohidratos

Metabolismo de los Carbohidratos: la Glucólisis

En el proceso de obtener energía a partir de la glucosa hay tres procesos metabólicos:

* GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol o citoplasma celular, donde cada molécula de glucosa, con sus 6 átomos de Carbono, da lugar a dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de Carbono). Se invierten dos moléculas de ATP pero se generan cuatro. El balance neto de ATP es de 2.

* RESPIRACIÓN CELULAR: ocurre dentro de la mitocondria de las células eucariotas, cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) y el piruvato se transforma en dióxido de Carbono (CO2) liberando la energía almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP. El balance neto es de 36 ATP

* FERMENTACIÓN:  ocurre en los procariotas, en el citosol celular cuando el O2 está ausente, ambiente anaerobio,además de producir CO2 ( solo en la fermentación alcohólica) se producen otras moléculas como el ácido láctico o el etanol. Si se produce etanol o alcohol etílico se llama fermentación alcohólica y si se produce ácido láctico se llama fermentación láctica.El balance neto de ATP es de 2.

 GLUCÓLISIS:

 Del griego glycos: azúcar y lysis: ruptura. Es el primer paso de la respiración, es una secuencia compleja de reacciones que se realizan en el citosol de la célula y por el cual la molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico. Es el ciclo metabólico más difundido en la naturaleza, también se lo conoce como ciclo de Embden-Meyerhof. Se lo encuentra en los cinco reinos. Muchos organismos obtienen su energía únicamente por la utilización de este ciclo. El mismo esta catalizado por 11 enzimas que se encuentran en el citoplasma de la célula pero no en las mitocondrias. Recuerde que es el inicio de un proceso que puede continuar con la respiración celular (si existe oxígeno) o con la fermentación (en ausencia del oxígeno).

 El ciclo se puede dividir en dos etapas:

1. Fase de inversión de energía: en esta etapa de preparación (fase de 6-carbonos) se activa la glucosa con el agregado de dos grupos fosfatos provenientes del ATP , gasto neto = 2 ~ Pi (o sea dos uniones de alta energía). La molécula de glucosa se divide en dos moléculas de tres carbonos: el gliceraldehido-3-fosfato (G3P) y la dihidroxiacetona fosfato, ésta última luego se transforma en G3P.

2. Fase de "cosecha" de energía: las dos moléculas de G3P se convierten finalmente a 2 moléculas de ácido pirúvico o piruvato, de acuerdo a:

  Fase de oxidación (producción de energía): cada gliceraldehido-3-fosfato se oxida, liberando ~ 100 Kcal. Parte de la energía producida es temporalmente guardada como NADH (reducido). Parte es usada para agregar un fosfato inorgánico a la molécula de 3 carbonos para dar origen al ácido 1-3 difosfoglicérico. El resto de la energía se libera como calor.

  En las reacciones que siguen los grupos fosfato de 1-3 difosfoglicérico son cedidos (uno por vez) al ADP para formar ATP. Esto se conoce como fosforilación a nivel de sustrato.



 

 

 

 

 

Ampliar información en el siguientente vínculo:

 

http://www.fmvz.unam.mx/fmvz/p_estudios/apuntes_bioquimica/Unidad_8.pdf



 





Metabolismo y energía. Compuestos ricos en energía, ΔG y redox.

METABOLISMO

Se puede considerar que las moléculas presentes en cada célula se comportan como viajantes en una ciudad. Las reacciones celulares en las que están implicadas esas moléculas definen un mapa bastante complejo, llamado metabolismo celular.

 El metabolismo celular está constituido por el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en la célula. Algunas moléculas están involucradas en rutas que implican gasto de energía, mientras que otras van “cuesta abajo”, liberando energía.

El metabolismo es muy complejo, en él las reacciones no están aisladas, sino que se encuentran relacionadas unas con otras. La conexión entre diferentes rutas se establece a partir de los metabolitos, sustancias intermedias, que resultan de las diferentes reacciones. En una única célula ocurren miles de reacciones químicas y su variedad es enorme. Sin embargo, las diferentes reacciones del metabolismo celular integran una red coordinada de transformaciones que presentan muchos aspectos en común. Todas las células tienen la capacidad de degradar sustancias y extraer de ellas energía, así como también de sintetizar macromoléculas (carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos) a partir de sus respectivas unidades (monómeros), y almacenar energía en sus uniones químicas.

Anabolismo y Catabolismo

El metabolismo está constituido por dos tipos de reacciones básicas: las anabólicas y las catabólicas.

Anabolismo: Es el conjunto de reacciones con las que los organismos vivos sintetizan (fabrican) las biomoléculas que los componen, hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, a partir de compuestos presentes en la célula. La energía necesaria para reacciones anabólicas es provista por moléculas de ATP (Adenosina Tri-Fosfato). La fotosíntesis, biosíntesis de ácidos grasos y aminoácidos son ejemplos de rutas anabólicas.

Catabolismo: Es el conjunto de reacciones de degradación a través de las cuales los seres vivos obtienen energía. Los polímeros o biomoléculas presentes en las células son transformadas en moléculas más simples (orgánicas o inorgánicas), como el piruvato, ácido láctico, amoniaco y CO2. La energía contenida en los enlaces de las moléculas degradadas es liberada y luego almacenada en los enlaces fosfato de alta energía del ATP.  La β-oxidación de ácidos grasos, la glucólisis, la fermentación y la respiración celular son ejemplos de rutas catabólicas.

Relación entre reacciones catabólicas y anabólicas. Las reacciones anabólicas y catabólicas dependen unas de otras, energéticamente y desde el punto de vista de la materia. La energía liberada por unas es usada por las otras, y los productos de unas son materia prima de las otras. 



Relación entre energía y metabolismo

La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En particular los seres vivos  recurren a la energía química contenida en las uniones de las moléculas, para sus reacciones metabólicas. Según el enunciado de la primera ley de la termodinámica, la energía no se crea ni destruye, se transforma. Es decir que la energía no se “produce” sino que se convierte de una forma en otra. Por ejemplo, de energía lumínica en química, de energía química en calórica.

La energía liberada durante una reacción representa energía útil para alguna otra. La energía libre de Gibbs, expresada con la letra”G”, es la energía liberada durante una reacción, que es utilizable para realizar un trabajo. El cambio de energía libre (ΔG) de una reacción, denota si la reacción puede ocurrir de forma espontánea o no.

Dada una reacción en la que el sustrato “X” se transforma en el producto “Y”: Otro aspecto a considerar es el efecto regulatorio que ejerce la energía celular sobre el metabolismo. En situaciones donde la carga energética abunda, las rutas catabólicas son inhibidas o “apagadas” por moléculas ricas en energía, como el ATP y el NADH. ¿Para que seguir produciendo energía si hay suficiente? En el caso inverso, si la célula se encuentra “hambreada” las moléculas que denotan déficit ¿Cómo saber si esa reacción ocurre espontáneamente?

• Si el ΔG de la reacción es negativo, se trata de una reacción espontánea (el producto “Y” posee menor energía libre que el sustrato “X”). Las reacciones catabólicas son espontáneas porque los productos se encuentran en un nivel energético menor al de los sustratos, hay liberación de energía.
• Si el ΔG de la reacción es positivo, se trata de una reacción no espontánea (el producto “Y” posee mayor energía libre que el sustrato “X”). Las reacciones anabólicas son no espontáneas, los productos tienen más energía que los sustratos, se encuentran más “ordenados” (tienen menor entropía) y por ende son más inestables.

Ahora, las reacciones no espontaneas también ocurren en la células. Una reacción termodinámicamente no favorable ocurre si, y sólo si, se le acopla una reacción espontánea, cuyo excedente de energía sea mayor que la necesaria para la reacción no espontánea.   de energía (ADP y NAD+) activan las rutas catabólicas. La regulación metabólica define que sólo se produzca energía en caso de ser necesaria.

Moléculas transportadoras de energía

Los seres vivos, desde el organismo más simple hasta el más complejo, necesitan un aporte permanente de energía. Algunas reacciones producen energía, mientras que otras la consumen. ¿Cómo ocurre esa transferencia de energía entre distintos tipos de reacciones metabólicas? Usualmente, la energía liberada durante reacciones catabólicas se almacena en enlaces de alta energía de moléculas transportadoras. De esta manera, se producen compuestos que almacenan la energía en su estructura.  El ATP (Adenosín trifosfato) es la  “moneda de energía” más frecuente en los seres vivos. Está compuesta por una base nitrogenada (Adenina), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato. Es un tipo de nucleótido que contiene enlaces fosfato de alta energía, y lábiles (que se rompen con facilidad y ceden su energía).
El ATP provee de energía para:
 Síntesis de polímeros o moléculas complejas.
 Trabajo mecánico en la contracción muscular

 Transporte activo a través de membranas.
 Movimiento celular (cilias, flagelos, movimiento de cromosomas, etc.)

La hidrólisis del ATP en ADP (adenosin difosfato) o AMP (adenosin monofosfato) libera grandes cantidades de energía, que es aprovechada por reacciones que la absorben  para llevarse a cabo. 

HIDRÓLISIS DEL ATP

La transformación  de ATP en ADP y AMP es un mecanismo sumamente dinámico, que responde a las necesidades energéticas de la célula. De hecho, la hidrólisis del ATP es reversible, y las tres formas de adenina-fosfato son interconvertibles entre sí.

Reacciones redox (reducción- oxidación)

Las pilas que utilizamos en juguetes, controles remotos o relojes les proveen de la energía necesaria para hacer un trabajo. En la pila hay dos componentes químicos con diferente afinidad por los electrones, por lo que se establece un flujo de electrones espontáneo que finalmente produce energía eléctrica. En la pila está ocurriendo una reacción redox o de oxido-reducción que consiste en la transferencia de electrones desde un dador (agente reductor) a un aceptor (agente oxidante). Un ejemplo de reacción redox es la oxidación del ion ferroso por el ion cúprico:

                                      Fe2+ + Cu2+ D Fe3+ + Cu+

En este caso, el catión ferroso (Fe2+) se oxida  mientras que el ion cúprico (Cu2+) gana electrones, y se reduce. La oxidación y la reducción deben ocurrir simultáneamente, es decir, para que una sustancia se oxide (pierda electrones) es necesario que esté en contacto con otra que se reduzca (gane electrones).

En sistemas biológicos las reacciones redox son fundamentales, al punto que el uso e intercambio de energía en el metabolismo es regido por reacciones de oxidación y reducción.

La glucosa, por ejemplo, es un intermediario clave de varias rutas metabólicas. En función del nivel energético, la glucosa presenta distintos destinos. Si la carga de energía celular es baja, entonces sufrirá una serie de reacciones de oxidación con la concomitante liberación de energía. Por el contario, si la célula no precisa energía, la glucosa se almacena luego de ser polimerizada en forma de glucógeno o almidón (según el tipo de organismo), con absorción de energía.

El flujo de electrones juega un rol central en la respiración celular y en la fotosíntesis. En la membrana interna mitocondrial y en la membrana tilacoidal de los cloroplastos existen cadenas transportadoras de electrones. Cada uno de los componentes de la cadena se van reduciendo y oxidando, de forma que el primero le cede electrones al segundo, éste al tercero, y así sucesivamente  hasta un aceptor final que se reduce definitivamente. Con el transcurrir de los electrones por la cadena, se van liberando energía que se aprovecha para sintetizar ATP.

Moléculas transportadoras de electrones

En sistemas biológicos, la transferencia de electrones desde un dador a un aceptor implica la existencia de moléculas intermediarias dinámicas capaces de aceptar electrones y luego donarlos. Esos intermediarios se conocen como transportadores de electrones y pueden estar libres o asociados a enzimas de  membranas. Entre los que difunden libremente se encuentran el NAD+ (nicotinamida adenina dinucleótido) y el NADP+ (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato). A pesar de sus semejanzas estructurales y de afinidad por los electrones, el NAD+/NADH está involucrado en reacciones catabólicas, mientras que el NADP+/NADPH está implicado principalmente en vías anabólicas.  En la siguiente ecuación se muestra la reacción de reducción del  NAD+.

Ampliar información en el siguiente vínculo:
http://www.unsa.edu.ar/bibsalud/descargas/Cartilla%20BIOQUIMICA%20%5bTomo%20II%5d.pdf