Bases teóricas de la respiración de las células

La respiración celular es uno de los procesos de metabolización más elegantes, pues se encarga de oxidar distintos compuestos orgánicos con el motivo de proporcionar energía aprovechable y sustentable para las células.

La respiración de las células es un proceso de reacciones bioquímicas, en las que determinados compuestos orgánicos son degradados. Se le conoce también como respiración interna.

Este proceso de degradación se da por oxidación. Transforma las sustancias orgánicas en inorgánicas y libera la energía de las mismas.

La respiración de las células se basa en un proceso de expulsión y liberación de energía. La energía, a causa de esta oxidación, acaba convirtiéndose en trifosfato de adenosina (ATP). Componente necesario para el proceso de vida de las células.

Las fases de la respiración de las células

Durante la respiración celular, la molécula de sustancias orgánicas (la glucosa) debe ser procesada en dos fases:

  • La glucólisis.
  • La oxidación del ácido pirúvico.

Primera fase: la glucólisis

respiración de las células fases

A este proceso también se le conoce como glicólisis. Esta es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa a base de enzimas (proteínas encargadas de controlar las reacciones químicas). Ocurre dentro del citoplasma de la eucariota.

Se da una serie de nueve reacciones, cada una con una enzima específica que ayuda a formar dos moléculas de ácido pirúvico. Ocurre con la producción simultánea del trifosfato de adenosina (ATP).

Al final, acaban produciéndose dos moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), y dos coenzimas de nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) por cada molécula de glucosa.

Sin embargo, la mayoría se convierte en ácido pirúvico, pasando por una segunda fase. De todo este proceso se obtener la energía necesaria para la células.

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Segunda fase: la oxidación del ácido pirúvico

El ácido pirúvico sale del citoplasma, impulsado por el movimiento de electrones. Atraviesa las membranas externas e internas de la mitocondria, justo donde debe oxidarse. Sin embargo, esta etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio.

Si hay suficiente suministro de oxígeno, el ácido pirúvico es descarboxilado. El mismo se descarboxila en la matriz de la mitocondria por el complejo enzimático piruvato dentro del ciclo de Krebs.

Si no hay una cantidad suficiente de oxígeno disponible, no continua con la oxidación, el piruvato sigue una ruta anaeróbica, la fermentación.

¿Qué es el ciclo de Krebs?

respiración de las células

El ciclo de Krebs es un ciclo metabólico, de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular.

En estos organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas. Son responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.

¿Cuántos tipos de respiración de las células existen?

La respiración celular puede llevarse a cabo de dos maneras:

  • Respiración aeróbica.
  • Respiración anaeróbica.

1. Respiración aeróbica

respiración de las células aeróbica

En este tipo de respiración, esta presente el oxígeno. Se da justo después de la degradación de la glucosa. Se  obtiene la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua. Este tipo de respiración se lleva a cabo en dos etapas:

  • La primera es el ciclo de Krebs.
  • La segunda, el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (estos transcurren simultáneamente).

En las células eucariotas, sucesivamente, estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias. En las células procariotas las reacciones se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.

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2. Respiración anaeróbica

En el proceso de respiración anaeróbica, no esta presente el oxígeno. Para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o el nitrato.

En las bacterias con respiración de anaerobia interviene una cadena transportadora de electrones. Se reoxidan las coenzimas reducidas durante la oxidación de los substratos nutrientes. Esto es análogo a la respiración aeróbica. Su única diferencia con la aeróbica es que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.

En consecuencia, no hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación. En la fermentaciónno existe, en absoluto, cadena de transporte de electrones. El aceptor final de electrones es una molécula orgánica. Estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.

  • Ferreiro, G., & Occelli, M. (2008). Análisis del abordaje de la respiración celular en textos escolares para el Ciclo Básico Unificado. Revista Electrónica de Enseñanza de Las Ciencias.
  • Steller, P. S. (2007). Respiración celular. Desalination.