Respiración celular
¿La célula respira?
Es muy importante no confundir la respiración celular, proceso de obtención de energía en la célula, con la respiración externa o intercambio de gases con la atmósfera que se hace mediante el aparato respiratorio. El oxígeno adquirido en la respiración externa será el empleado por la mitocondria en el proceso de respiración celular.
Una parte de la materia orgánica que las células heterótrofas adquieren del exterior o de la que las autótrofas elaboran, se emplea como combustible celular, degradándola a compuestos sencillos para liberar la energía de los enlaces que es aprovechada para realizar las funciones celulares. Las células pueden realizar este proceso de obtención de energía de dos formas:
En este proceso las moléculas orgánicas, como la glucosa, se oxidan mediante el uso de oxígeno, que se combina con sus átomos de carbono y se liberan CO2 y H2O como productos finales:
El proceso en realidad ocurre a lo largo de una secuencia de reacciones en las que la liberación gradual de energía se acopla a la síntesis de moléculas de ATP.
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La respiración aerobia se inicia en el hialoplasma, donde ocurren una serie de reacciones que conducen hasta un compuesto de 3 átomos de carbono: el piruvato. Éste pasa a la mitocondria, en cuya matriz ocurren una serie de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs (figura derecha). El final del proceso se da en las crestas mitocondriales, donde los electrones que se han liberado en las anteriores reacciones son transportados en cadena (cadena respiratoria) y se va liberando energía que se emplea para producir ATP (fosforilación oxidativa). El aceptor final de los electrones y protones (H+) es oxígeno y se forma agua. |
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Algunas células son capaces de degradar biomoléculas orgánicas para obtener energía sin utilizar oxígeno. Este proceso ocurre en el citoplasma y conduce a una degradación incompleta de la materia orgánica de modo que, en vez de CO2 y H2O, el producto final es otra molécula orgánica más simple, como el etanol o el ácido láctico. Al ser incompleta la degradación del sustrato, el rendimiento energético es muy inferior al de la respiración aerobia.
Las fermentaciones tiene aplicaciones prácticas en la producción y transformación de alimentos:
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La fermentación etílica, realizada por la levadura Saccharomyces cerevisiae, que se utiliza en la fabricación de vino, cerveza y pan.
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La fermentación láctica, como la que realizan las conocidas bacterias del género Lactobacillus, productoras de yogur y queso.
Nuestras células musculares utilizan oxígeno en condiciones normales de actividad moderada (actividad diaria o ejercicio aeróbico) pero si la demanda energética supera la capacidad de aporte de oxígeno, entran en la vía de fermentación láctica que, aún con un rendimiento energético inferior, permite continuar la contracción muscular.
El ácido láctico y las "agujetas"...
Existe la creencia de que las agujetas que a veces padecemos tras practicar deporte con cierta intensidad se deben a la acumulación de ácido láctico en el músculo. Sin embargo, esto no es así: se deben a microlesiones —roturas de miofibrillas— que sufren los músculos sometidos a tensión durante el esfuerzo.
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