Mientras lees esto, estás respirando oxígeno y emitiendo dióxido de carbono en simultaneo. ¿Te diste cuenta de esto? Es es una acción que haces continua e inconscientemente. Para decirlo en términos científicos, lo que está sucediendo es un proceso llamado respiración. Siga leyendo para obtener más información acerca de los tipos de respiración existentes.
| Respiración Aeróbica | Respiración Anaeróbica | |
| Definición | La respiración aeróbica es un tipo de respiración celular que tiene lugar en presencia de oxígeno y produce energía. | La respiración anaeróbica es otro tipo de respiración celular que tiene lugar en ausencia de oxígeno y produce energía. |
| Ecuación general | La ecuación general de la respiración aeróbica es: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía |
La ecuación general de la respiración anaeróbica es: C6H12O6 → C2H5OH + CO2 + energía |
| Presencia de oxígeno | La respiración aeróbica tiene lugar en presencia de oxígeno. | La respiración anaeróbica tiene lugar en una condición en la que hay un entorno con poco oxígeno. |
| Intercambio de gases | Hay un intercambio de gases durante la respiración aeróbica donde se absorbe oxígeno y se libera dióxido de carbono. | El intercambio de gases no tiene lugar durante la respiración anaeróbica. Sin embargo, algunos organismos liberan algunos gases como el azufre y el nitrógeno. |
| Localización | La respiración aeróbica, después de la glucólisis, se produce en las mitocondrias de eucariotas y en el citoplasma de procariotas. | La respiración anaeróbica ocurre solo en el citoplasma de una célula. |
| Productos finales | Los productos finales de la respiración aeróbica son dióxido de carbono, agua y energía. | Los productos finales de la respiración anaeróbica son ácidos, alcoholes, gases y energía. |
| Energía producida | Durante la respiración aeróbica se producen un total de 38 ATP, algunos de los cuales se pierden durante el proceso. | Solo se forman 2 ATP durante la respiración anaeróbica. |
| Reactivos | Los carbohidratos y el oxígeno son los requisitos previos de la respiración aeróbica. | Se requieren algunos otros aceptores de electrones como azufre y nitrógeno junto con los carbohidratos. |
| Oxidación | La oxidación completa de los carbohidratos tiene lugar durante la respiración aeróbica. | La oxidación incompleta de los carbohidratos tiene lugar durante la respiración anaeróbica. |
Definición de respiración
La respiración podría definirse como un proceso bioquímico metabólico que tiene lugar en todas las células vivas de un organismo donde producen energía mediante la ingesta de oxígeno y la liberación de dióxido de carbono a partir de la oxidación de diversas sustancias orgánicas. La energía producida está en forma de trifosfato de adenosina o ATP, que también se conoce como molécula de energía.
Tipos de respiración
Se han observado dos tipos de procesos respiratorios
- Respiración aeróbica
- Respiración anaerobica
Respiración aeróbica
La respiración aeróbica es un tipo de respiración celular que tiene lugar en presencia de oxígeno y produce energía. Se observa tanto en plantas como en animales y el producto final de este tipo de respiración es agua y dióxido de carbono (CO2).
Observe la reacción que tiene lugar durante la respiración aeróbica:
Glucosa (C6H12O6) + Oxígeno 6 (O2) → Dióxido de carbono 6 (CO2) + Agua 6 (H2O) + Energía (ATP)
Como se observa, en este tipo de respiración, las moléculas de glucosa se dividen en presencia de oxígeno y el final o subproductos que se liberan son CO2, agua y energía en forma de ATP. La energía total liberada en esta reacción es de 2900 KJ que se utiliza para producir moléculas de ATP. Se observa en todo tipo de organismos multicelulares.
Respiración aeróbica en plantas
En las plantas, la respiración aeróbica comienza cuando el oxígeno o el O2 ingresan a las células vegetales a través de los estomas que se encuentran en la epidermis de las hojas. Luego se lleva a cabo el proceso de fotosíntesis que produce alimento para el cuerpo de la planta y libera energía. La reacción química que tiene lugar es la siguiente:
Dióxido de carbono 6 (CO2) + Agua 6 (H2O) → Glucosa (C6H12O6) + Oxígeno 6 (O2)
Respiración anaerobica
La respiración anaeróbica es otro tipo de respiración celular que tiene lugar en ausencia de oxígeno y produce energía. En este proceso, la glucosa se descompone sin la ayuda de oxígeno y los subproductos producidos son alcohol, CO2 y energía o ATP. El proceso tiene lugar en el citoplasma de una célula. La reacción química de este proceso es la siguiente:
Glucosa (C6H12O6) → Alcohol 2 (C2H5O H) + Dióxido de carbono 2 (CO2) + Energía (ATP)
La respiración aeróbica se puede dividir en
- Fermentación de ácido láctico
- Fermentación alcohólica
Fermentación del ácido láctico: es el tipo de fermentación anaeróbica donde la glucosa se divide en ausencia de oxígeno para producir dos moléculas de ácido láctico y dos moléculas de ATP.
La reacción química es: (GLUCOSA) C6H12O6 + 2 ADP + 2 FOSFATO → 2 ÁCIDO LÁCTICO + 2 ATP
Durante el ejercicio, los músculos del cuerpo usan O2 para producir ATP más rápido de lo que pueden ser suministrados. Cuando esto sucede, las células musculares realizan la glucólisis más rápido de lo que pueden proporcionar oxígeno a la cadena de transporte de electrones. Es por eso que la fermentación del ácido láctico tiene lugar en nuestras células después de una larga sesión de ejercicio que hace que nuestros músculos duelan.
Fermentación alcohólica: En este tipo de respiración anaeróbica, la glucosa se divide en ausencia de oxígeno en dos moléculas de alcohol etílico o etanol, dos moléculas de dióxido de carbono y dos moléculas de ATP.
La reacción química es: Glucosa (C6H12O6) → Alcohol 2 (C2H5O H) + Dióxido de carbono 2 (CO2) + Energía (ATP)
Se puede observar respiración anaeróbica en células musculares humanas, bacterias, metanógenos y otros procariotas.
Las diferentes etapas de la respiración
La respiración celular tiene lugar a través de una variedad de vías metabólicas. La glucosa se descompone en agua, dióxido de carbono y cierta cantidad de ATP. Más tarde se produce más ATP en un proceso conocido como fosforilación oxidativa que es impulsado por el movimiento de electrones a través de la cadena de transporte de electrones. A continuación se muestra un resumen de las diferentes fases de la respiración celular:
Glucólisis: en este proceso, el azúcar de seis carbonos, la glucosa, sufre varias transformaciones químicas. El producto final es piruvato y una molécula orgánica de tres carbonos. También se generan dos moléculas de ATP y NADH.
Oxidación del piruvato: cada piruvato ingresa a la matriz mitocondrial y se convierte en una molécula de dos carbonos que se une con la coenzima-A. El compuesto completo se conoce como acetil CoA. Los subproductos de esta reacción son dióxido de carbono y NADH.
Ciclo del ácido cítrico: el acetil CoA se combina con una molécula de cuatro carbonos que experimenta una serie de reacciones químicas también conocidas como ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. Al final, la molécula inicial de cuatro carbonos se regenera con la adición de FADH2, NADH, dióxido de carbono y dos moléculas de ATP. El ciclo de Krebs también se conoce como ciclo del ácido tricarboxílico.
Fosforilación oxidativa: El FADH2 y NADH generados en el ciclo de Krebs donan su electrón al oxígeno a través de varios portadores de electrones por medio de la cadena de transporte de electrones en un proceso conocido como fosforilación oxidativa. La reacción tiene lugar en la matriz mitocondrial. A medida que los electrones descienden por la cadena, se libera energía que se utiliza para bombear protones fuera de la matriz y se forma un gradiente. Luego, los protones regresan a la matriz con la ayuda de la enzima ATP sintasa que produce ATP. Al final de la cadena, el oxígeno acepta electrones y protones para formar agua.
Al final, se generan 38 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa. Cabe mencionar que la glucólisis también puede tener lugar en ausencia de oxígeno y el proceso se conoce como fermentación.
La importancia de la respiración
La respiración es el proceso de suministro y liberación de energía en todos los organismos vivos mediante la conversión de la energía alimentaria en formas metabólicamente utilizables de energía química. El proceso libera energía de manera controlada paso a paso para que pueda usarse adecuadamente para todas las actividades celulares, como el metabolismo y la división celular. Varios productos intermedios de la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico se utilizan en la síntesis de muchos compuestos orgánicos que se utilizan en el metabolismo celular.
En una planta, el dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis se repone mediante el dióxido de carbono liberado en la respiración y el oxígeno necesario para la respiración se repone con el oxígeno liberado en la fotosíntesis. Por lo tanto, la respiración y la fotosíntesis son complementarias entre sí y mantienen el equilibrio de dióxido de carbono y oxígeno en la naturaleza. La respiración también conserva energía. Una molécula de glucosa libera 673 Kcal de la energía de las cuales 456 Kcal se conservan en 38 moléculas de ATP.