¿Qué sucede cuando no hay oxígeno en una cadena de transporte de electrones (ETC)?

Cuando no hay oxígeno disponible para llevar a cabo la respiración aeróbica a través del ciclo de Krebs, la respiración aeróbica no puede continuar y, por lo tanto, debe tener lugar la respiración anaeróbica.

En el sarcoplasma (el citoplasma de las células musculares) se produce la glucólisis; la glucosa es fosforilada por moléculas de 2 ATP que forman dos compuestos de carbono intermedios 3 fosforilados. Cada una de estas moléculas 3c es defosforilada y deshidrogenada, produciendo 4 moléculas de ATP (por lo tanto, hay una ganancia neta de 2 ATP) a través de la fosforilación a nivel de sustrato y dos moléculas de hidrógeno, así como dos moléculas del piruvato compuesto de 3 átomos de carbono que están en una menor nivel de energía y, por lo tanto, más estable que la glucosa .

Cada átomo de hidrógeno se combina con una molécula de NAD que forma dos moléculas de NADH. Cada molécula de NADH dona un átomo de hidrógeno a una molécula de piruvato, por lo tanto se oxida, regenerando las dos moléculas de NAD (oxidado) que permite que continúe la glucólisis. Cada molécula de piruvato se reduce a lactato, que forma ácido láctico en solución.

A medida que este proceso continúa, hay una acumulación de ácido láctico que inhibe las enzimas involucradas en las diversas etapas de la glucólisis (como los iones H + del ácido 2-hidroxipropanoico se unen a los sitios con carga negativa en los sitios activos de las enzimas, evitando que los sustratos se unan y detener la formación de complejos de sustrato de enzima, por lo que no se produce la división del azúcar) por lo que la glucólisis anaeróbica no puede continuar.

Como la respiración / fermentación anaeróbica ya no puede continuar, el ATP ya no se produce, por lo que no se une al filamento grueso de miosina, por lo que los puentes cruzados de miosina-actina se fijan, lo que provoca calambres musculares.

A menos que el organismo esté adaptado para usar algún otro aceptor de electrones (como lo son algunos microbios), el transporte de electrones se detendrá. La fosforilación oxidativa (la generación de ATP impulsada por el ETC) también se detendrá, reduciendo en gran medida la síntesis de ATP en la célula. NAD y FAD se acumularán en sus formas reducidas (NADH y FADH₂) y las reacciones que dependen de las formas oxidadas se detendrán. Estos incluyen la glucólisis, pero la mayoría de las células tienen una forma de regenerar NAD mediante la reducción de piruvato (ya sea a lactato o a etanol y CO₂) que mantiene la producción de ATP si la glucosa está disponible.

Algunos organismos son capaces de mantener este estado anaeróbico de baja energía indefinidamente, pero la mayoría de los organismos complejos no lo son, y mueren por asfixia.

Si no hay oxígeno en una cadena de transporte de electrones, entonces no habrá respiración aeróbica, lo que significa que no habrá una fase de cadena de transporte de electrones.

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Los algunos organismos que son capaces de llevar a cabo la respiración anaeróbica pueden mantener esta producción de baja energía, mientras que otros podrían morir debido a la escasez de oxígeno.

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