La respiración celular abarca distintas reacciones bioquímicas.
La respiración (del latín respiratio) es un proceso fisiológico que consiste en el intercambio de gases con el medio ambiente. Respirar implica absorber aire, tomar parte de sus sustancias y expulsarlo luego de haberlo modificado. La célula, por otra parte, es la unidad fundamental de los organismos vivos que cuenta con capacidad de reproducción independiente.
Estas definiciones nos permiten acercarnos a la respiración celular, un conjunto de reacciones bioquímicas que tiene lugar en la mayoría de las células. El proceso implica el desdoblamiento del ácido pirúvico (producido por la glucólisis) en dióxido de carbono y agua, junto a la producción de moléculas de adenosín trifosfato (ATP).
TemasUn proceso metabólico
En otras palabras, la respiración celular supone un proceso metabólico mediante el cual las células reducen el oxígeno y producen energía y agua. Estas reacciones son indispensables para la nutrición celular.
La liberación de energía se desarrolla de manera controlada. Una parte de dicha energía se incorpora a las moléculas de ATP que, gracias a este proceso, pueden utilizarse en procesos endotérmicos como el anabolismo (el mantenimiento y desarrollo del organismo).
Tipos de respiración celular
Es posible dividir la respiración celular en dos tipos: la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. En la respiración aeróbica interviene el oxígeno como aceptor de los electrones que liberan las sustancias orgánicas. La respiración anaeróbica, en cambio, no cuenta con la participación del oxígeno, sino que los electrones recaen en otros aceptores que suelen ser subproductos del metabolismo de otros organismos.
Es importante distinguir entre la respiración anaeróbica y la fermentación, que es un proceso de reducción interna de la molécula procesada.
La respiración celular puede dividirse en anaeróbica y aeróbica.
La glucólisis
También conocida como lisis o escisión de la glucosa, la glucólisis se lleva a cabo a través de nueve reacciones bien definidas, que catalizan nueve enzimas diferentes. Al finalizar el proceso, de cada molécula de glucosa se obtienen dos de ATP (adenosín trifosfato) y dos de NADH (la forma reducida de NAD+, nicotinamida adenina dinucleótido).
A continuación se detallan las nueve fases de la glucólisis:
1) Todo comienza con la activación de la glucosa (glucosa + ATP –> glucosa 6-fosfato + ADP). Un porcentaje de la energía que se libera durante la producción de glucosa 6-fosfato y ADP queda en el enlace que relaciona la molécula de glucosa con el fosfato;
2) Una isomerasa cataliza una reacción que reordena la glucosa 6-fosfato, lo que da lugar a la formación de fructosa 6-fosfato;
3) El ATP brinda a la fructosa 6-fosfato un nuevo fosfato, para producir fructosa 1,6-difosfato (fructosa con fosfatos en las prosiciones primera y sexta). Esta reacción es regulada por la enzima fosfofructocinasa. Hasta este punto, dos moléculas de ATP se han invertido y no ha habido recuperación de energía;
4) Se produce la división de la fructosa 1,6-difosfato en dos azúcares de 3 carbonos: dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato;
5) Tiene lugar la oxidación de las moléculas de gliceraldehído 3-fosfato, o sea, se da la eliminación de átomos de hidrógeno y el nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) se reduce a NADH. Se trata de la primera reacción que acarrea una cierta recuperación de energía. El compuesto que se produce en esta fase es el fosfoglicerato, que al reaccionar con un fosfato inorgánico da lugar a 1,3 difosfoglicerato;
6) La reacción del fosfato con el ADP forma ATP, dos por cada molécula de glucosa, a través de un proceso de transferencia energética conocido como fosforfiación;
7) Se produce una transferencia enzimática del grupo fosfato restante desde la posición tres a la dos;
8) Una molécula de agua es eliminada del compuesto 3 carbono, lo cual concentra energía cerca del grupo fosfato y produce ácido fosfoenolpirúvico (PEP);
9 El ácido fosfoenolpirúvico transfiere su grupo fosfato a una molécula de ADP y así forma ácido pirúvico y ATP.
