RESPIRACIÓN CELULAR

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

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. 

Tipos de Fermentación:

Fermentación Alcoholica y su uso en la industria:

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. 

Fermentación Láctica y su uso en la industria:

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.