Descarboxilación oxidativa del piruvato

Tras la glucólisis se obtienen dos moléculas de piruvato, el cual es todavía una molécula altamente energética que puede seguir oxidándose.

Dependiendo de las condiciones en las que se encuentre la célula puede seguir dos caminos:

• En condiciones anaerobias, en ausencia de oxígeno, el piruvato se incorpora a la vía de las fermentaciones.
  
  
• En condiciones aerobias, como es el caso de la respiración de las células, el piruvato sale del citoplasma y atraviesa la membrana externa mitocondrial de forma pasiva debido a la alta permeabilidad de la misma. Posteriormente, ingresa a la matriz mitocondrial mediante un mecanismo de simporte con protones que le permite atravesar la membrana interna de la mitocondria (utilizando la fuerza protonmotriz generada por la cadena respiratoria), donde sufre una descarboxilación oxidativa que está catalizada por el complejo de tres enzimas que forman la piruvato deshidrogenasa; este complejo enzimático posee varios cofactores (pirofosfato de tiamina, lipoato, coenzima A, FAD y NAD⁺).
  
  
  1. Descaboxilación: el piruvato primero pierde una molécula de CO₂; el resultado es una molécula de dos carbonos.
     
     
  2. Oxidación: el grupo cetona de la molécula de dos carbonos resultante es oxidado a un grupo ácido por el NAD⁺, originando NADH.
     
     
  3. Formación de acetil-CoA: la molécula de dos carbonos oxidada (un grupo acetilo), es entonces transferido a una molécula de coenzima A (una molécula orgánica derivada de la vitamina B5), formándose así el acetil-CoA.
     
     
  
  

  
  Esquema de la descarboxilación oxidativa del piruvato

  
  

  El acetil-CoA es una molécula que terminará oxidándose en la siguiente etapa de la respiración, el ciclo de Krebs. El acetil-CoA funciona como el combustible del ciclo del ácido cítrico en la siguiente etapa de la respiración celular. La adición de acetil-CoA ayuda a activar el grupo acetilo y lo prepara para experimentar las reacciones necesarias para entrar al ciclo del ácido cítrico.

  Al final de descarboxilación oxidativa del piruvato, y si consideramos que entran los dos piruvatos de la glucólisis (por cada molécula de glucosa), podemos resumir la oxidación del piruvato de la siguiente manera:
  

  • Dos moléculas de piruvato se convierten en dos moléculas de acetil-CoA.
  • Se liberan dos carbonos como dióxido de carbono (de los seis que originalmente se encontraban en la glucosa).
  • Se generan 2 NADH a partir de NAD⁺.
  
  

  Piruvato + NAD+ + HSCoA ⟶ Acetil-CoA + NADH + H⁺ + CO₂