La respiración celular es el proceso mediante el cual las células obtienen energía a partir de moléculas orgánicas, principalmente glucosa. Este proceso permite la formación de ATP (adenosín trifosfato), que es el principal portador de energía en la célula (Khan Academy, s.f.).
Según la Universidad de Puerto Rico [UPR], (2018) el proceso de la respiración celular se divide en tres etapas principales:
Glucólisis: es el primer paso de la respiración celular y consiste de una serie de reacciones que ocurren en el citoplasma de la célula y por las cuales, a partir de una molécula de glucosa, se producen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Todos los organismos llevan a cabo la glucólisis. La glucólisis se divide en dos partes; en la primera la molécula de glucosa se divide en dos moléculas de gliceraldehido3-fosfato y en la segunda estas dos moléculas se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Durante la glucólisis se producen dos moléculas de ATP.
En ausencia de oxígeno, luego de la glucólisis se lleva a cabo fermentación (respiración celular anaeróbica).
Ciclo de Krebs: También conocido como ciclo del ácido cítrico, el ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricloroacético (TCA) es una cadena de reacciones que ocurre en las mitocondrias, mediante la cual casi todas las células vivas producen energía en la respiración aeróbica. Utiliza oxígeno y produce agua y dióxido de carbono como productos. En este ciclo, el ADP se convierte en ATP. Este ciclo produce los electrones y el hidrógeno necesarios para el transporte de electrones en cadena.
El piruvato se transforma y oxida completamente, liberando dióxido de carbono y generando NADH, FADH₂ y más ATP
Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: los electrones de NADH y FADH₂ se utilizan para impulsar la producción de ATP mediante un gradiente de protones. Este proceso requiere oxígeno y forma agua como subproducto.
En condiciones aeróbicas, una molécula de glucosa puede producir hasta 36-38 moléculas de ATP. Si no hay oxígeno, las células recurren a la fermentación, produciendo solo 2 ATP por molécula de glucosa (Khan Academy, s.f).
Ejemplos
Células Musculares (Músculo Esquelético)
Durante el ejercicio intenso, las células musculares pueden experimentar una disminución en el suministro de oxígeno, lo que las lleva a realizar fermentación láctica para producir ATP. Este proceso genera ácido láctico, que se acumula en los músculos y puede causar fatiga. (MedlinePlus, s.f.).
Células Nerviosas (Neuronas)
Las neuronas dependen casi exclusivamente de la respiración celular aeróbica para obtener la energía necesaria para transmitir impulsos eléctricos. Una interrupción en el suministro de oxígeno puede afectar gravemente su función (Khan Academy, s.f.).
Células del Sistema Respiratorio (Cilios Respiratorios)
Las células ciliadas en las vías respiratorias utilizan ATP, producido mediante respiración celular, para mover los cilios que eliminan partículas y microorganismos del tracto respiratorio (MedlinePlus, s.f.).
Bibliografía
MedlinePlus. (n.d.). Cambios en órganos, tejidos y células por el envejecimiento. Recuperado de: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/004012.htm
MedlinePlus. (n.d.). Cilios respiratorios. Recuperado de: https://medlineplus.gov/spanish/ency/esp_imagepages/19533.htm
Khan Academy. (n.d.). Fermentación y respiración anaeróbica. Recuperado de: https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cellular-energetics/cellular-respiration-ap/a/fermentation-and-anaerobic-respiration
Universidad de Puerto Rico (UPR). (2018). Laboratorio 8: Respiración celular.