Respiración celular: qué es, etapas y tipos
La respiración celular es una serie de reacciones metabólicas que sirve para obtener energía química por oxidación de la glucosa. Las etapas de la respiración celular son la glucólisis, la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Existen dos tipos de respiración celular: la aerobia, que ocurre en presencia de oxígeno, y la anaerobia, en ausencia de él.
La vida existe gracias a que todos los elementos son interdependientes uno del otro para existir. Las plantas producen oxígeno que los animales respiramos, y el dióxido de carbono que emitimos es utilizado nuevamente para la planta. Esta es una fracción de lo que ocurre en un importante proceso a nivel celular para producir energía, llamado respiración celular. Comúnmente conocemos a la respiración como la toma de oxígeno y liberación de dióxido de carbono, pero el concepto de respiración a nivel celular es más complejo y consta de varias etapas, no tan sencillas, pero que en este artículo de EcologíaVerde simplificaremos para que puedas comprender sencillamente el tema. Aprende qué es la respiración celular, sus etapas y tipos.
Índice
Qué es la respiración celular
La respiración celular es una serie de reacciones metabólicas para obtener energía química en forma de ATP, a partir de la oxidación de moléculas orgánicas como son los carbohidratos o azúcares provenientes de la alimentación. Dicho de forma más fácil, la respiración celular es el proceso por el que la célula obtiene energía.
Es un proceso catabólico, es decir que degrada moléculas grandes en pequeñas, mientras libera energía. Aquí puedes leer sobre la Diferencia entre anabolismo y catabolismo.
Etapas de la respiración celular
Para que la respiración celular pueda presentarse deben ocurrir ciertos pasos acumulativos e interdependientes. Veremos que en cada paso se produce ATP, molécula que provee la energía para las actividades que la célula debe llevar a cabo. Se utilizan varios pasos para poder aprovechar al máximo las moléculas disponibles.
Las etapas de la respiración son:
- Glucólisis: la glucólisis comienza con los alimentos que ingerimos, específicamente de los carbohidratos hechos de glucosa. Estos carbohidratos son procesados en el estómago y enviados a la sangre. Con ayuda de la insulina se introducen a la célula, pues aquí se lleva a cabo la glucólisis. Ya en la célula, esta glucosa va a ser descompuesta con ayuda de enzimas en una molécula más sencilla: el piruvato. Tal proceso libera además dos moléculas de ATP, y NADH. En total se obtienen 2 piruvatos, 2 ATP y 2 NADH.
- Oxidación del piruvato: sucede en la matriz mitocondrial. En este ciclo el piruvato se convierte mediante oxidación en acetil-CoA, una molécula más pequeña, a causa de que pierde un carbono.
- Ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs: el acetil Co-A entra a la mitocondria y será usado como energía en este ciclo. Se degradará en GTP, FADH2, 3 moléculas de NADH, así como también deprenderá 2 moléculas de CO2 como producto secundario. El FADH2 y el NADH producirán ATP.
- Fosforilación oxidativa: también sucede en la mitocondria. Aquí hay una cadena de transporte de electrones en donde varias moléculas los transfieren de un sitio a otro para liberar energía, hasta el aceptor final que puede ser o no oxígeno. Esto hace un gradiente electroquímico que almacena energía para sintetizar ATP. Así, aquí también se produce ATP.
Como verás, a lo largo de todas las etapas se producen muchos ATP, gracias a la eficiencia de la célula para fabricar energía a través de elementos exógenos.
Tipos de respiración celular
La respiración celular puede ocurrir en presencia o ausencia de oxígeno. De este modo tenemos dos diferentes tipos. Revisemos cómo transcurre para ambos casos.
Respiración aeróbica
Es la que llevan a cabo los organismos que necesitan oxígeno para vivir, llamados organismos aerobios, que son por ejemplo los animales. Esta respiración sucede como vimos en el apartado anterior de fases, donde la glucosa pasa por glucólisis, por el acetil-CoA, el ciclo de Krebs y hasta la fosforilación oxidativa. En esta última fase es donde entra en juego el oxígeno, específicamente como aceptor final de la cadena de transporte de electrones externo. Este oxígeno es el que respiramos, así que podemos entender que cuando respiramos estamos ayudando a nuestras células a fabricar energía.
El proceso de la respiración celular aeróbica se puede resumir en la siguiente ecuación:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Esta ecuación expresa que una glucosa (C6H12O6 ) dará como resultado 6 moléculas de CO2, 6 de agua y 36 de ATP. Esta agua como subproducto de la respiración interna solamente ocurre en la aeróbica. Veamos cuáles son las otras diferencias que existe entre ambos tipos de respiraciones.
Respiración anaeróbica
Este es el segundo tipo de respiración interna o celular, y sucede en condiciones carentes de oxígeno. Frecuentemente se usa como sinónimo de la fermentación, pero aclaramos que son dos conceptos opuestos.
Aquí ocurre los mismos pasos del apartado anterior, pero sin oxígeno. En lugar de él se utiliza otra molécula diferente al oxígeno como aceptor externo. En este caso, la cadena de transporte de electrones usa de aceptor final a nitrato, sulfuro, azufre, metano, hidrógeno, entre otros aceptores diferentes. Sucede en los organismos procariontes como bacterias o arqueas.
La diferencia esencial entre la fermentación y la respiración anaeróbica es que en la primera no hay cadena de transporte de electrones ni ciclo de Krebs o del ácido cítrico, y por tanto no deben usarse como conceptos iguales.
Como ya conoces mejor el proceso de la respiración celular, ahora te animamos a leer sobre las Fases del ciclo celular.
Si deseas leer más artículos parecidos a Respiración celular: qué es, etapas y tipos, te recomendamos que entres en nuestra categoría de Biología.
- Reece, J. B., Campbell, N. A. (2007). Biología. Argentina: Editorial Médica Panamericana S.A.
- Bohorquez B., C. A., Leal A., J. A. (1993). Biología Aplicada. Colombia: Euned.
