Es el proceso por
el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía. La
respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía
contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para
sintetizar ATP.
ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR
La respiración celular
ocurre en 3 pasos o etapas fundamentales:
Etapa
1: La
glucosa, como molécula, se descompone en el citoplasma celular. El proceso que
utiliza se llama glicólisis o glucólisis, que no es más que el proceso de
partición o descomposición de las moléculas de glucosa y se producen NETOS 2 ATP.
Etapa
2: Las
moléculas de piruvato son trasportadas a la mitocondria, lugar donde ocurre un
proceso energético donde el piruvato, que previamente se ha convertido en una
molécula de dos carbonos, ingresa al ciclo de Krebs y se producen 2 ATP.
Las mitocondrias tienen un
conjunto de membranas internas, llamadas crestas, lo que hace que aumente su
superficie, que es donde se realiza el proceso de respiración celular como tal.
Etapa
3: La
energía que se ha producido previamente, entra en una cadena de transporte de
electrones, y es durante esta etapa donde esta energía se usa para la
producción de ATP. De igual manera este es el proceso de conversión de la
glucosa en ATP y se producen de 32 a 34 ATP.
Durante al primera etapa se
liberan sólo dos moléculas de ATP para cada molécula de glucosa, luego se
comienza a liberar más ATP en la siguiente etapa, por lo que la cadena y la
producción aumenta a medida que avanza el proceso..
TIPOS DE RESPIRACIÓN
TIPOS DE RESPIRACIÓN
Respiración aerobia:
Es una forma de
extraer la energía de los nutrientes mediante un proceso complejo en el que el
oxígeno del exterior es utilizado para oxidar las moléculas de los alimentos,
como puede ser la glucosa. La respiración aeróbica se produce en las
mitocondrias. En este proceso, además de la energía también se liberan CO2 y
agua.
Respiración anaeróbia
La respiración
anaeróbia se diferencia de la anterior principalmente por la ausencia de
oxígeno externo durante el proceso. La emplean principalmente algunos tipos de
bacterias; y se liberan CO2 y alcohol etílico.
Sin embargo, no debe confundirse con la fermentación.
Fermentación:
Es otra vía
anaeróbica (no que requiere oxígeno) para degradar la glucosa, esta se realiza
en muchos tipos de células y organismos. En la fermentación, la única vía de
extracción de energía es la glucólisis, con uno o dos reacciones extras al
final.
La fermentación y
la respiración celular comienzan del mismo modo, con la glucólisis. Sin
embargo, en la fermentación, el piruvato producido en la glucólisis no continúa
su oxidación ni hacia el ciclo del ácido cítrico, y no funciona la cadena de
transporte de electrones.
Las fermentaciones
son procesos anaerobios, realizados en ausencia de oxígeno por microorganismos
anaerobios estrictos o anaerobios facultativos, y, cuando no llega suficiente
oxígeno, por algunas células animales o vegetales.
En la fermentación
alcohólica las moléculas de NADH donan sus electrones a otras moléculas
derivadas del piruvato, y así se produce un alcohol. El alcohol que se produce
es específicamente etanol o alcohol etílico, y es un proceso que ocurre en dos
pasos.
En el primer paso
se libera un grupo carboxilo del piruvato, el cual es soltado en forma de
dióxido de carbono, dejando así una molécula de dos carbonos llamada
alcetaldehído.
En el segundo paso,
el NADH pasa sus electrones al acetaldehído producido anteriormente, con lo
cual se produce el etanol y se regenera el NAD+, que es necesario para mantener
la glucólisis y, en consecuencia, el suministro de piruvato.
Las levaduras
realizan la fermentación alcohólica que se emplea en la producción de bebidas
alcohólicas comunes, como la cerveza y el vino, así como en la realización de
panes.
Es importante
destacar que el alcohol es tóxico en grandes cantidades, tanto para las
levaduras como para los humanos, con lo cual se han establecido los niveles de
tolerancia que van del 5 al 21 % aproximadamente.
En la fermentación del ácido láctico el NADH
transfiere sus electrones directamente al piruvato, generando así una molécula
de lactato. Las bacterias que producen yogurt lo hacen a través de la
fermentación láctica. La producción de ácido láctico también puede ocurrir
partiendo de lactosa y agua. La fermentación láctica también puede ocurrir en
las células musculares, pero solo bajo ciertas condiciones; por ejemplo, cuando
el ejercicio físico es muy intenso y hay poco suministro de oxígeno.