Mecanismo de la transducción energética mitocondrial

    por Raúl Alva.
  La matriz lipídica de la membrana proporciona una barrera impermeable a la translocación de iones, así como una organización topológica a los catalizadores en la matriz membranal que les permite transportar tanto e- como iones dentro y a través de la membrana en forma vectorial.
     
  La transformación de energía oxidativa en otras formas de energía se realiza, inicialmente, mediante la generación de una diferencia de potencial electroquímico transmembranal de iones H+ (fuerza protomotriz). Esta fuerza es producto de la distribución asimétrica de H+ a ambos lados de la membrana, al ser aquéllos translocados a través de ésta por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria.
     
 

La fuerza protomotriz está formada por dos componentes íntimamente relacionados: uno, función de la diferencia de concentración química de hidrógenos a través de la membrana (un gradiente de pH) y otro, dependiente de la diferencia de carga eléctrica de iones H+ a ambos lados de la misma (un gradiente de potencial eléctrico). Esta relación se expresa

Dp = DY - Z DpH

donde Dp es la fuerza protomotriz, medida en unidades eléctricas, producida por el potencial electroquímico de H+, Y; Z es igual a 2.3 RT/F, donde R, F y T son las constantes de los gases, de Faraday y la temperatura absoluta del sistema, respectivamente. En los sistemas biológicos, en general, Z tiene un valor numérico cercano a los 60 mV.

     
  Los gradientes de carga eléctrica y de potencial químico producen un campo en el que se ejerce una fuerza que tiende a atraer hacia el interior de la mitocondria a los protones previamente expelidos. Es el complejo enzimático de la ATPasa, el medio por el cual se cataliza la translocación termodinámicamente reversible de iones H+. Al mismo tiempo, la actividad química de los H+ a ambos lados de la membrana causa un cambio en la constante de equilibrio de la enzima, induciéndola a catalizar la síntesis de ATP o también, a crear las condiciones electroquímicas favorables para producir la translocación de otros iones diferentes a los H+ (Alva, 1995).
   

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, marzo de 2009.