La respiración anaerobia es un proceso del metabolismo basado en la oxidorreducción.
Se conoce como respiración al proceso que lleva a la absorción de aire para tomar algunas sustancias y luego, tras esta modificación, expulsarlo. Anaerobia, por otra parte, es el adjetivo que califica a los organismos que no necesitan oxígeno para vivir.
La respiración anaerobia, también conocida como respiración anaeróbica, es un proceso metabólico que consiste en la oxidorreducción de diferentes compuestos. Los electrones liberados son aceptados por moléculas diferentes del oxígeno.
En otras palabras, la respiración anaerobia es un proceso que se desarrolla sin oxígeno. La sustancia que se encarga de la oxidación puede ser el nitrato, el sulfato, el dióxido de carbono u otra distinta. De este modo, la célula adquiere energía más allá de la ausencia del oxígeno.
TemasRespiración anaerobia en bacterias
Las bacterias que dependen de este tipo de respiración, también cuentan con lo que se denomina cadena de transporte de electrones, la cual se halla en la membrana interna de la mitocondria, en las membranas llamadas tilacoides (sacos planos en el interior del cloroplasto que participan de la fotosíntesis, por ejemplo) o en la membrana plasmática; a través de reacciones bioquímicas, esta cadena de electrones es capaz de generar trifosfato de adenosina, un compuesto energético usado por los seres vivos.
Las coenzimas que se reducen a lo largo de la oxidación de los nutrientes son reoxidadas en la cadena transportadora de electrones. Otro de los conceptos fundamentales de la respiración anaerobia es el potencial de reducción: se refiere a la tendencia a la adquisición de electrones que las especies químicas presentan en el contexto de una reacción redox (de reducción-oxidación, en la que cambia el estado de oxidación de los electrones).
La respiración anaerobia permite que las células obtengan energía sin la necesidad de oxígeno.
Aceptores de electrones
Veamos una lista con ejemplos de aceptores de electrones, citando sus productos finales y algunos de los microorganismos que llevan a cabo dichos procesos: el nitrato produce nitritos, N2 y óxidos de nitrógeno (en Bacillus y Pseudomonas); el sulfato produce sulfuros (en Clostridium y Desulfovibrio); el Tiosulfato produce sulfato y sulfuro (en Thermoanaerobacteriales y Thermotogae); el CO2 produce metano (en Methanopyrus, Methanosarcina y Methanococcus); el fumarato produce succinato (en E. coli, Desulfovibrio y Wolinella succinogenes); el clorobenzoato produce benzoato (en Desulfomonile).
Tomemos el caso particular del nitrato, cuando actúa como aceptor de electrones en la respiración anaerobia. Se trata de un caso muy común en ciertas bacterias, específicamente en aquellas que poseen enzimas capaces de catalizar la reducción a nitrito. Sin embargo, dicho producto tiene un nivel muy alto de toxicidad, por lo cual ciertas especies de Bacillus y Pseudomonas pueden llevar dicha reducción hasta conseguir nitrógeno molecular, en lugar de nitrito.
Este proceso se denomina desnitrificación; el nitrógeno, a diferencia del nitrito, no es tóxico. Cabe mencionar, por otro lado, que cuando se lleva a cabo en el suelo perjudica el desarrollo de las actividades agrícolas, dado que provoca la desaparición de los nitratos, elemento fundamental para que crezcan las plantas.
Respiración anaerobia vs. respiración aerobia
Si se compara la respiración anaerobia con la respiración aerobia, puede afirmarse que se trata de procesos análogos. La diferencia se encuentra en que, en el caso de la respiración anaerobia, el receptor de los electrones no es el oxígeno.
Diversos microorganismos apelan a la respiración anaerobia para la obtención de energía. Debido a que los aceptores disponen de un potencial de reducción inferior en comparación al oxígeno, este proceso del metabolismo produce una menor cantidad de energía que la generada por la respiración aerobia, aún cuando se parta de idénticos sustratos.
Es importante mencionar una distinción que realizan diversos expertos: la respiración anaerobia no es equivalente a la fermentación. Ambos procesos son anaeróbicos, aunque en la fermentación el aceptor de los electrones siempre resulta una molécula orgánica, mientras que en la respiración anaerobia suele ser una molécula inorgánica.
