El gradiente de protones es la diferencia de concentración de iones de hidrógeno (H⁺) entre los dos lados de una membrana. En la mitocondria, esa diferencia almacena la energía que después se usa para fabricar ATP, la molécula que las células emplean como moneda energética.

Cómo funciona

La mitocondria tiene dos membranas. En la interna hay un conjunto de proteínas, la cadena de transporte de electrones. Estas proteínas reciben electrones de las moléculas NADH y FADH₂ y, a medida que los pasan, bombean protones desde el interior (la matriz) hacia el espacio entre las dos membranas.

El resultado es un desequilibrio: hay más protones fuera que dentro. Ese desequilibrio tiene dos componentes: una diferencia de pH y una diferencia de carga eléctrica. Juntos forman la llamada fuerza protón-motriz.

Los protones solo pueden volver a entrar por un camino: la ATP sintasa, una proteína con forma de turbina. Al pasar, hacen girar una parte de ella y esa rotación une ADP y fosfato para formar ATP. Esta idea se conoce como teoría quimiosmótica.

Qué ocurre con el oxígeno

El último paso de la cadena entrega los electrones al oxígeno, que se convierte en agua. Sin oxígeno, la cadena se detiene, el gradiente no se mantiene y la producción de ATP por este camino cesa.

Protones que se escapan

No todos los protones pasan por la ATP sintasa. Algunas proteínas, llamadas desacoplantes, permiten que vuelvan a entrar sin producir ATP; la energía del gradiente se libera entonces como calor. Es un mecanismo normal que se observa, por ejemplo, en el tejido graso pardo.

Relación con la dieta keto

Todos los combustibles acaban alimentando el gradiente: la glucosa, los ácidos grasos y las cetonas generan NADH y FADH₂ que entran en la cadena de transporte. La diferencia está en la proporción. La oxidación de los ácidos grasos produce relativamente más FADH₂ y NADH por cada acetil-CoA que la de la glucosa, y las cetonas (acetoacetato y beta-hidroxibutirato) se convierten en acetil-CoA que entra en el ciclo de Krebs. En una dieta cetogénica cambia, por tanto, de dónde vienen los electrones, no el principio del mecanismo.

Ideas erróneas frecuentes

• «El gradiente de protones es algo exclusivo de las dietas bajas en hidratos». Es un mecanismo universal de la respiración celular.
• «Más gradiente significa más energía útil siempre». Depende de cuánto se use y de cuánto se disipe como calor.

Contenido divulgativo elaborado por el equipo editorial de Ketocis. No sustituye el consejo de un profesional sanitario.

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