Respiración aerobia

Te explicamos qué es la respiración aerobia, cómo se lleva a cabo y cuáles son sus etapas. Además, algunos ejemplos y la respiración anaerobia.

¿Qué es la respiración aerobia?

La respiración aerobia o aeróbica es un tipo de respiración celular en la que es indispensable la presencia de oxígeno (O₂). Consiste en una serie de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de muchos seres vivos, ya sean unicelulares o pluricelulares.

Mediante la respiración aerobia, los organismos obtienen energía química a partir de la descomposición de azúcares simples, como la glucosa. Por eso, la mayoría de los seres vivos que conocemos necesitan oxígeno para vivir.

Sin embargo, existen microorganismos que están adaptados a vivir en ambientes sin oxígeno, por lo que realizan un tipo de respiración celular diferente, conocido como respiración anaerobia. Por ejemplo, algunas especies de bacterias y arqueas.

• Ver además: Tipos de respiración

¿En qué consiste la respiración aerobia?

La respiración aerobia es un proceso metabólico complejo, que sirve para obtener energía química a partir de los alimentos. Consiste en una sucesión de reacciones químicas en las que se rompen enlaces entre los átomos, de modo que las moléculas complejas se transforman en otras más simples. Estas reacciones de ruptura liberan energía química, que luego es utilizada en otras actividades celulares (por ejemplo, en fabricar proteínas).

La energía química se almacena en las células en forma de adenosín trifosfato (ATP). Esta molécula tiene la capacidad de contener la energía momentáneamente, para luego liberarla en reacciones químicas que necesitan un aporte energético. Es considerada una moneda energética del metabolismo celular.

De este modo, la respiración aerobia es la forma en que se extrae la energía química de las moléculas alimenticias (como la glucosa) para convertirla en moléculas de ATP. Este proceso ocurre dentro de las mitocondrias y requiere de un aporte continuo de oxígeno.

¿Cómo se produce el ATP?

El ATP se produce a través de una serie de reacciones de oxidación que ocurren de forma progresiva, liberando pequeñas cantidades de energía.

En el caso de la glucosa, el proceso incluye tres fases: la glucólisis y la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. La glucólisis tiene lugar en el citosol, mientras que las otras dos etapas se desarrollan dentro de la mitocondria.

La respiración aerobia es típica de las células eucariotas y de ciertas formas de bacterias, y ocurre según la siguiente fórmula:
C₆H1₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂+ 6H₂O + ATP

• Puede servirte: Catabolismo

Etapas de la respiración aerobia

Las principales etapas de la respiración aerobia son:

• Glucólisis. El paso inicial de la respiración aerobia ocurre en el citoplasma de la célula y consiste en la oxidación de la glucosa. Este proceso rompe los enlaces de cada molécula de este azúcar y obtiene a cambio dos moléculas de piruvato, junto a dos moléculas de ATP.
• Oxidación del piruvato. Las moléculas de piruvato entran al interior de las mitocondrias (organelos energéticos de la célula). Allí, son procesadas por un complejo de enzimas que le arrancan un átomo de carbono (descarboxilación), de lo cual se obtiene un compuesto llamado Acetil-CoA.
• Ciclo de Krebs. Dentro de la mitocondria, el Acetil-CoA ingresa en una ruta metabólica en la cual poco a poco se descompone y libera energía. Allí se generan intermediarios metabólicos llamados NADH y FADH₂, que ingresan en la siguiente etapa.
• Fosforilación oxidativa. Este proceso ocurre en la membrana interna de la mitocondria con participación del oxígeno. Los electrones del NADH y FADH₂ se mueven a través de proteínas (cadena de transporte de electrones), creando un gradiente de protones (H⁺). Este gradiente genera una forma de energía llamada “fuerza protón motriz”. Al final, una enzima usa la fuerza protón motriz para fabricar gran cantidad de moléculas de ATP.

• Más en: ATP

Ejemplos de respiración aerobia

Algunos ejemplos de organismos que realizan respiración aerobia son:

• Animales terrestres. Estos organismos usan sus pulmones para obtener el oxígeno del aire. Por ejemplo, los seres humanos, los reptiles y las aves.
• Animales acuáticos. Estos organismos captan el oxígeno del agua a través de órganos específicos (como las branquias). Por ejemplo, los peces, los pulpos y las medusas.
• Insectos. Estas formas de vida obtienen oxígeno de la atmósfera mediante un tipo de respiración especial llamado “respiración traqueal”. Por ejemplo, las hormigas, las abejas y las cucarachas.

Respiración anaerobia

La respiración anaerobia o anaeróbica es un tipo de respiración celular que sucede en ausencia de oxígeno.

Consiste en un proceso bastante similar a la respiración aerobia, pero en el paso final (cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa) se utiliza otra molécula en lugar del oxígeno. Por ejemplo, derivados del nitrógeno (nitratos), del azufre (sulfatos y sulfuros), del arsénico (arseniatos) o del selenio (seleniatos), así como también moléculas de dióxido de carbono o iones de hierro o de manganeso. Estas moléculas son menos efectivas y generan menos energía que el oxígeno.

La respiración anaerobia es un mecanismo metabólico típico de ciertas bacterias y microorganismos procariotas que habitan ambientes escasos de oxígeno (como el fondo de los océanos).

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Referencias

• De Robertis, E. (2010). Fundamentos de biología celular y molecular. El Ateneo.
• Marieb, E. N. (2008). Anatomía y fisiología humana. Pearson Educación.