Piruvato: Definición, estructura y usos

¿Qué es el piruvato?

Por definición, el piruvato es una biomolécula clave en muchas vías metabólicas. Es más conocido como el producto principal de la glucólisis. La glucólisis es una serie de reacciones bioquímicas que convierten una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. La glucólisis es la primera vía de la respiración celular, una familia de vías con el objetivo común de producir energía a partir del azúcar. En el proceso de respiración celular, el metabolismo del piruvato proporciona la energía.

Una vez producido, el piruvato se puede convertir en acetil CoA para su uso en el ciclo de Krebs (también conocido como ciclo del ácido cítrico). El ciclo de Krebs, al igual que la glucólisis, es una vía bioquímica que se utiliza para crear compuestos de alta energía en la respiración celular. La oxidación pirúvica ocurre durante el ciclo de Krebs. Esto ocurre en la matriz mitocondrial, que es el centro de las mitocondrias. El ciclo de Krebs ocurre cuando hay suficiente oxígeno disponible en el entorno celular. La conversión de azúcar en energía en presencia de oxígeno se denomina respiración aeróbica.

Cuando hay poco o ningún oxígeno disponible, el piruvato se convierte en ácido láctico por acción de la enzima lactato deshidrogenasa. Las enzimas son proteínas que ayudan a que se produzcan reacciones bioquímicas. El proceso de conversión de la glucosa en ácido láctico se denomina respiración anaeróbica o fermentación. La respiración anaeróbica describe la conversión del azúcar en ácido láctico (en humanos y otros mamíferos) o etanol (en plantas) en ausencia de oxígeno.

¿En qué se diferencia el piruvato del ácido pirúvico?

El ácido pirúvico es la forma ácida del piruvato. En lugar de un grupo funcional carboxilato como el piruvato, el ácido pirúvico contiene un grupo funcional ácido carboxílico. Otra forma de describir esto es decir que el piruvato es la base conjugada del ácido pirúvico. Una base conjugada se forma cuando un ácido pierde o dona un protón. Cuando el ácido pirúvico pierde un protón (en forma de ion hidrógeno), se forma el piruvato.

Piruvato vs. Ácido pirúvico
	Piruvato	Ácido pirúvico
Fórmula molecular	C3H3O3​​​​​	C3H4O3​​​​​
Tipo Bronsted-Lowry	Base conjugada	Ácido
Cargar	Negativo (anión)	Neutral
Grupos funcionales	Cetona, carboxilato	Cetona, ácido carboxílico
Número de carbonos en la cadena principal	3	3

¿Cuál es el papel del ácido pirúvico?

El ácido pirúvico es una molécula intermedia que se produce a partir de la descomposición de moléculas y que luego se utiliza para formar nuevas moléculas. En el cuerpo, se produce principalmente a partir de la glucosa en el citoplasma de la célula. Una vez producido, el piruvato transporta los átomos de carbono a las mitocondrias para completar la cadena de transporte de electrones que produce energía y producir dióxido de carbono.

¿Cuáles son los usos del piruvato?

El uso del piruvato en múltiples vías metabólicas lo convierte en una molécula fundamental en la producción de energía celular. El piruvato desempeña un papel en las siguientes vías:

• Glucólisis: La glucosa pasa por una serie de vías que producen dos moléculas de piruvato como producto final.
• Transporte de carbonos a las mitocondrias: después de la glucólisis, el piruvato ingresa a las mitocondrias para comenzar el ciclo del ácido cítrico convirtiéndose en acetil CoA.
• Ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico): el piruvato se convierte en acetil CoA por acción de la enzima piruvato deshidrogenasa. También se convierte en oxalacetato por acción de la enzima piruvato carboxilasa. Tanto el acetil CoA como el oxalacetato son intermediarios del ciclo del ácido cítrico.
• Gluconeogénesis: La gluconeogénesis es la formación de glucosa a partir de fuentes distintas de los carbohidratos. El piruvato se convierte en oxaloacetato, que también es un intermediario de la gluconeogénesis. Se necesitan dos moléculas de piruvato para formar una molécula de glucosa.
• Síntesis de ácidos grasos: el piruvato se convierte en acetil CoA, y el acetil CoA se utiliza en una serie de vías para producir ácidos grasos.
• Síntesis de proteínas: el piruvato se convierte en el aminoácido alanina mediante un proceso llamado transaminación. La transaminación ocurre cuando un grupo amino (nitrógeno unido a dos hidrógenos) se transfiere de una molécula a otra con el fin de formar un nuevo aminoácido, el componente básico de las proteínas. El piruvato también puede formar otros aminoácidos de forma indirecta.

Importancia biológica del piruvato

La versatilidad bioquímica del piruvato le permite desempeñar muchas funciones biológicas. Además de su uso en el metabolismo celular, el piruvato también se utiliza en las industrias médica, de belleza y de pérdida de peso. Algunas de estas funciones importantes incluyen:

• Respiración anaeróbica: el piruvato se convierte en lactato por acción de la enzima lactato deshidrogenasa en los mamíferos. En las plantas, el piruvato se convierte en etanol por acción de las enzimas piruvato descarboxilasa y alcohol deshidrogenasa en un proceso denominado fermentación alcohólica.
• Ayuda a perder peso: algunos estudios sugieren que el piruvato puede ayudar a combatir la obesidad, adelgazar y reducir la grasa corporal total cuando se combina con un programa de ejercicio diario. Se cree que el piruvato aumenta el metabolismo.
• Reducir el colesterol: una disminución de la grasa corporal total también puede reducir el colesterol en sangre.
• Retrasar la aparición de cataratas: Algunos estudios informan que el piruvato de calcio puede prevenir o retrasar la pérdida de visión y la formación de cataratas.
• Mejora el rendimiento atlético: un estudio indica que los atletas que tomaron una combinación de piruvato y dihidroxiacetona experimentaron una mayor resistencia en ciertos músculos. Otro estudio indicó que ayudó a personas no entrenadas a mejorar su composición corporal.
• Reducir las arrugas: el ácido pirúvico se aplica sobre la piel para retardar los signos del envejecimiento (es decir, manchas oscuras y arrugas). También se utiliza como peeling facial porque ayuda a exfoliar la piel.

Resumen de la lección

El piruvato es una biomolécula versátil que interviene en muchas vías metabólicas diferentes. Se lo conoce más comúnmente como el producto final de la glucólisis. La glucólisis es el proceso de descomposición de la glucosa en el primer paso de la respiración.

La molécula de piruvato contiene dos grupos funcionales: cetona y carboxilato. Una cetona es un carbono que tiene un doble enlace con el oxígeno y un enlace simple con otros dos carbonos. Un carboxilato es un derivado del ácido carboxílico, un carbono con un doble enlace con un oxígeno y un enlace simple con el hidróxido (-OH). Una molécula de piruvato contiene tres carbonos en su estructura principal.

El piruvato también es un componente importante de:

• Gluconeogénesis, proceso de producción de glucosa a partir de fuentes distintas de los carbohidratos. Se necesitan dos moléculas de piruvato para sintetizar una molécula de glucosa en el cuerpo.
• Respiración anaeróbica, proceso por el cual la glucosa se convierte en piruvato y luego el piruvato en lactato en los seres humanos. En las plantas, el piruvato se convierte en etanol.

Debido a que el piruvato se puede utilizar en muchas reacciones diferentes, es útil para crear muchos productos farmacéuticos y de venta libre. El piruvato se encuentra en productos para bajar de peso, para las cataratas, para el cuidado de la piel y para el rendimiento deportivo.