Respiración celular y fermentación

Habitualmente, al hablar de respiración se hace referencia a la inhalación de aire, formado principalmente por nitrógeno y oxígeno, y a la exhalación de dióxido de carbono y vapor de agua. Sin embargo, este intercambio es sólo la parte "visible" del proceso, ya que otra, menos popular pero tan fundamental como aquella, es la que ocurre dentro de las propias células, razón por la que se ladenomina respiración celular.
La respiración celular consiste en la oxidación de sustancias provenientes de los alimentos, como los hidratos de carbono, grasas y, en menor proporción, proteínas, y la liberación de energía, dióxido de carbono y agua.
Mientras que la fotosíntesis es un proceso por el cual, a partir de agua y dióxido de carbono y por la acción de la luz solar, se forman azúcares como laglucosa, en la respiración celular, por el contrario, la glucosa, en presencia de oxígeno, se descompone y da como producto agua y dióxido de carbono, liberando energía.
Por lo general, la materia prima de la respiración celular son los azúcares cuyas moléculas contienen seis átomos de carbono, como, por ejemplo, la glucosa, aunque en muchos casos también lo son los ácidos grasos y el glicerolproducidos por la degradación de las grasas, así como los aminoácidos generados por la degradación de las proteínas contenidas en los alimentos. La respiración celular permite la liberación y aprovechamiento de la energía contenida en los alimentos a partir de su degradación. Sin embargo, éstos pueden seguir otra vía dentro de la célula: en lugar de ser degradados se utilizan como materia primapara la síntesis de sustancias más complejas que serán el materia de construcción de las células.
El químico estadounidense Paul D. Boyer y su colega inglés John E. Walker, quienes investigaron y dilucidaron el mecanismo de la síntesis de ATP, obtuvieron por este motivo el Premio Nobel de Química en el año 1997. El premio fue compartido con el bioquímico danés Jens C. Skou, quien descubrió laenzima que participa en el metabolismo del ATP y, por tanto, en la producción de energía en la célula.
Las reacciones de síntesis, también llamadas anabólicas, requieren una provisión de energía para sostenerse y es ahí donde interviene el ATP –adenosin trifosfato– un compuesto que se obtiene en unas organelas citoplasmáticas, las mitocondrias. El ATP es un intermediario que cumple funciones dedepósito y suministro de energía para las células. Téngase en cuenta, además, que si la energía de los nutrientes fuera emitida directamente en forma de calor, cosa que efectivamente ocurriría si la célula en cuestión simplemente los oxidara, perdería energía e incluso podría destruirse por la elevada temperatura desarrollada.
La gran mayoría de los seres vivos, procariotas y eucariotas, viven enmedios en los cuales abunda el oxígeno, y obtienen energía de los nutrientes por medio de un tipo de respiración celular que, por realizarse en presencia de este gas, se denomina aeróbica. Como resultado del proceso se fabrican moléculas de ATP, que constituyen las "monedas energéticas" que intervendrán en todas las reacciones químicas de las células y proveerán energía para llevar a cabo cada una delas funciones del organismo.
La respiración celular a partir de la glucosa comprende varias etapas, que comienzan con la descomposición de cada molécula de glucosa (glucólisis) en dos iones piruvato. Continúa con la formación de una enzima denominada acetilcoenzima A y el denominado ciclo del ácido cítrico (también llamado ciclo de Krebs), y finaliza en un proceso que ocurre en el interior delas mitocondrias, conocido como quimiósmosis. Como resultado final de todo este proceso se obtienen 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa, un rendimiento energético que resulta un poco mayor que el que se obtiene en una central termoeléctrica.
La respiración en ausencia de oxígeno
Cuando no hay oxígeno, en muchas formas de vida se detiene el mecanismo celular de respiración...