¿Por qué es importante el oxígeno para la respiración celular?
Escrito por John Brennan ; última actualización: February 01, 2018
La respiración celular es el proceso que utilizan las células para obtener energía almacenada en hidratos de carbono, grasas y proteínas. La glucosa y otras moléculas se descomponen, y la energía liberada se utiliza para hacer otra molécula llamada trifosfato de adenosina (ATP), la "moneda energética" de la célula. Mientras que nuestras células puedan utilizar la fermentación para producir ATP sin el uso de oxígeno, la respiración celular es mucho más eficiente, tanto es así que los humanos y la mayoría de los animales mueren rápidamente si se les priva de oxígeno.
Cómo funciona la respiración celular
La respiración celular se inicia con la glucólisis, donde se separa una molécula de glucosa en el citoplasma de la célula. Los pasos más importantes en la respiración celular, sin embargo, tienen lugar en las mitocondrias, las centrales energéticas de la célula, donde los electrones pasan a lo largo de una serie de membranas integradas de proteínas denominadas cadena de transporte de electrones. Cada proteína utiliza parte de la energía a partir de esta transferencia para bombear iones de hidrógeno en el espacio entre las membranas interna y externa de la mitocondria. Al concentrar los iones de hidrógeno en este espacio, la mitocondria crea un gradiente que puede utilizar para producir ATP, como el bombeo de agua hacia arriba para que pueda accionar una turbina. El ATP está entonces disponible para otros procesos en la célula para producir energía.
La función del oxígeno
Al final de la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias, los electrones son donados al oxígeno (O2), que se combina con los iones de hidrógeno para formar agua. Sin las moléculas de O2 para aceptar los electrones, la cadena de transporte de electrones no podría funcionar.
Fermentación
La respiración celular se refiere generalmente a la respiración aeróbica, donde las células utilizan el procedimiento descrito anteriormente para producir ATP. Si el oxígeno no está disponible, las células todavía pueden hacer una cantidad limitada de ATP a través de la fermentación del ácido láctico. En este proceso, la célula utiliza la glucólisis para romper la glucosa (al igual que en la respiración aeróbica) y dona electrones a una molécula de azúcar llamada piruvato, que se forma cuando la glucosa se descompone. Esta reacción resulta en un subproducto llamado ácido láctico.
Fermentación vs respiración aeróbica
La respiración aeróbica produce mucho más ATP que la fermentación del ácido láctico. En la fermentación, el piruvato acepta electrones de la glucólisis, en la respiración aeróbica, por otro lado, el piruvato se descompone aún más para hacer más ATP en la mitocondria. Como resultado, la respiración aeróbica puede generar hasta 19 veces más ATP por molécula de glucosa de la fermentación del ácido láctico.
Por qué el oxígeno es importante
El oxígeno es importante porque hace posible la respiración aeróbica al aceptar electrones de la cadena de transporte en la mitocondria. A veces el oxígeno no está disponible en algunas de las células del músculo (normalmente durante el ejercicio intenso), en momentos como estos, las células del músculo temporal se revertirán a la fermentación del ácido láctico, lo que produce mucha menos energía.
Más artículos
- "Biología"; Campbell, Reece, Urry, Caín, Wasserman Minorsky, y Jackson; 2008
- "Biología celular esencial, segunda edición"; Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts y Walter, 2004