En el maravilloso mundo de la biología celular, existe un proceso esencial para la vida de todos los organismos: la respiración celular.
Este fenómeno complejo se lleva a cabo en tres etapas fundamentales: la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
A lo largo de este contenido, exploraremos cada una de estas etapas y descubriremos cómo se interrelacionan para permitir la obtención de energía en las células.
Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la respiración celular y descubrir sus secretos más profundos.
El ciclo de Krebs y la cadena respiratoria
El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es una serie de reacciones químicas que ocurren en el interior de las células eucariotas y procariontes.
Este ciclo es una parte fundamental de la respiración celular, ya que tiene lugar en la matriz mitocondrial y es responsable de la generación de energía en forma de ATP.
El ciclo de Krebs comienza con la molécula de acetil-CoA, que se forma a partir de la degradación de los ácidos grasos y los carbohidratos.
Esta molécula se combina con una molécula de oxalacetato para formar citrato, que es una molécula de seis carbonos.
A medida que el ciclo avanza, el citrato se somete a una serie de reacciones químicas que liberan electrones de alta energía y generan NADH y FADH2, que son coenzimas que transportan estos electrones hacia la cadena respiratoria.
La cadena respiratoria es una serie de reacciones enzimáticas que tienen lugar en la membrana interna de la mitocondria.
Estas reacciones utilizan los electrones transportados por el NADH y el FADH2 para generar un gradiente de protones a través de la membrana.
Este gradiente de protones es utilizado por la ATP sintasa, una enzima presente en la membrana, para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
Durante la cadena respiratoria, los electrones pasan a través de una serie de complejos proteicos que se encuentran en la membrana mitocondrial interna.
Estos complejos, llamados complejo I, complejo II, complejo III y complejo IV, transfieren los electrones de una molécula a otra, liberando energía en cada paso.
Al final de la cadena respiratoria, los electrones se combinan con el oxígeno para formar agua.
Las 4 etapas de la respiración celular aerobia
La respiración celular aerobia es un proceso complejo que se divide en cuatro etapas principales:
1.
Glicólisis: Esta etapa ocurre en el citoplasma de la célula y no requiere oxígeno.
Durante la glicólisis, una molécula de glucosa se divide en dos moléculas de piruvato.
A su vez, se generan dos moléculas de ATP y dos de NADH.
La glicólisis es una vía metabólica anaerobia, lo que significa que puede ocurrir tanto en presencia como en ausencia de oxígeno.
2.
Descarboxilación oxidativa del piruvato: En esta etapa, el piruvato producido en la glicólisis se transporta al interior de la mitocondria.
Allí, el piruvato se descarboxila, perdiendo una molécula de dióxido de carbono, y se oxida para formar acetil-CoA.
Durante este proceso, se generan dos moléculas de NADH.
3.
Ciclo de Krebs: También conocido como ciclo del ácido cítrico, esta etapa se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
El acetil-CoA generado en la etapa anterior se combina con una molécula de oxalacetato para formar citrato, la primera molécula del ciclo.
A medida que el ciclo progresa, se liberan dióxido de carbono y se generan tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una de GTP (que se puede convertir en ATP).
Además, se regenera oxalacetato para iniciar nuevamente el ciclo.
4.
Fosforilación oxidativa: Esta etapa es la parte más importante de la respiración celular aerobia, ya que es donde se genera la mayor cantidad de ATP.
En la fosforilación oxidativa, los electrones transportados por el NADH y el FADH2 generados en las etapas anteriores son transferidos a una cadena de transporte de electrones en la membrana mitocondrial interna.
A medida que los electrones se transfieren a lo largo de la cadena, se bombean protones al espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico.
Luego, los protones regresan a la matriz mitocondrial a través de una enzima llamada ATP sintasa, generando ATP en el proceso.
Además, el oxígeno actúa como aceptor final de electrones, formando agua.
Las 5 fases de la respiración
son el proceso mediante el cual el cuerpo humano toma oxígeno del ambiente y expulsa dióxido de carbono.
Estas fases se dividen en: ventilación, intercambio gaseoso, transporte de gases, difusión y respiración celular.
1.
Ventilación: es la primera fase de la respiración, donde el aire es aspirado a través de la boca y la nariz, y llega a los pulmones a través de la tráquea y los bronquios.
Durante la inhalación, los músculos del diafragma y las costillas se contraen, lo que permite que los pulmones se expandan y se llenen de aire.
Durante la exhalación, los músculos se relajan y el aire es expulsado de los pulmones.
2.
Intercambio gaseoso: en esta fase, el oxígeno del aire inhalado pasa de los alvéolos pulmonares a los capilares sanguíneos, mientras que el dióxido de carbono producido en las células del cuerpo se mueve desde los capilares sanguíneos a los alvéolos pulmonares.
Este intercambio se produce a través de una delgada barrera llamada membrana alveolo-capilar.
3.
Transporte de gases: una vez que el oxígeno ha sido absorbido por los capilares sanguíneos en los pulmones, se une a la hemoglobina de los glóbulos rojos y es transportado a través del torrente sanguíneo hacia las células del cuerpo.
Por otro lado, el dióxido de carbono producido en las células se une a la hemoglobina y es llevado de vuelta a los pulmones para su eliminación.
4.
Difusión: en esta fase, el oxígeno se difunde desde los capilares sanguíneos hacia las células del cuerpo, donde se utiliza en el proceso de respiración celular para producir energía.
Al mismo tiempo, el dióxido de carbono producido en las células se difunde desde las células hacia los capilares sanguíneos para su eliminación.
5.
Respiración celular: es la última fase de la respiración, donde el oxígeno es utilizado por las células para producir energía a través de la respiración celular.
Durante este proceso, el oxígeno se combina con los nutrientes en las células para producir dióxido de carbono, agua y energía en forma de ATP (adenosín trifosfato).
Este ATP se utiliza como fuente de energía para todas las funciones celulares.
¡Sigue respirando y alcanza tus metas!