Los seres vivos necesitan de un consumo constante de
energía, que las células emplean en forma de energía química. La respiración
celular, proceso utilizado por la mayoría de las células animales y vegatales,
es la degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para que se
produzca la liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda cumplir
con sus funciones vitales. Mediante la degradación de la glucosa (glucólisis)
se forma ácido pirúvico. Este ácido se desdobla a dióxido de carbono y agua,
generándose 36 moléculas de ATP.
La respiración celular es una parte del
metabolismo, más precisamente del catabolismo, en la cual la energía presente
en distintas biomoléculas es liberada de manera controlada. Durante la
respiración, parte de esa energía es utilizada para sintetizar (fabricar) ATP,
que a su vez es empleado en el mantenimiento y desarrollo del organismo
(anabolismo). La respiración celular es un proceso mediante el cual las células
de los organismos oxidan nutrientes de los alimentos para que liberen energía.
Como resultado, el carbono presente en dichos nutrientes queda oxidado, es
decir, se transforma en dióxido de carbono que es eliminado por medio de la
respiración a la atmósfera. Para que se realice la respiración celular es
fundamental la presencia de oxígeno (respiración aeróbica). Los animales lo
toman de la atmósfera a través de órganos especializados (pulmones, branquias).
Los vegetales lo hacen mediante un aparato denominado estomas, ubicados en las
hojas. La respiración se efectúa durante las
24 horas. La cantidad de oxígeno que los vegetales absorben de la atmósfera a
raíz del proceso respiratorio es menor que la que desprenden al efectuar la
fotosíntesis, y el dióxido de carbono que desprenden también es menor a la
cantidad que absorben.
Durante la noche, momento en que los vegetales no realizan la fotosíntesis, ocurre lo contrario. Mientras
que la fotosíntesis provee los hidratos de carbono necesarios para las
plantas, la respiración celular es el proceso donde la energía contenida
en esos hidratos de carbono es liberada de manera controlada. En la
respiración aeróbica, la degradación de glucosa comprende una serie de
reacciones. Sin embargo, la ecuación química general se puede
representar con la siguiente fórmula, inversa a la de la fotosíntesis:
La
respiración celular se lleva a cabo dentro de las mitocondrias, pequeños organelos ubicados en el citoplasma de las
células vegetales y animales. Estas estructuras, de forma oblonga y aplastada,
procesan el oxígeno y convierten a los carbohidratos,
ácidos grasos y proteínas de los alimentos en energía.
Tipos de Respiración Celular
Respiración aerobia o aeróbica
Hace uso del
O2 como aceptor último de los
electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida
de respiración, propia de la mayoría de las bacterias y de los organismos eucariotas. Es por ello que a los seres que
requieren de oxígeno se los llama aerobios.
Respiración anaerobia o anaeróbica
No interviene
el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores
finales de electrones, generalmente
minerales. La respiración anaeróbica
está presente en algunos organismos procariotas,
en general habitantes de suelos y sedimentos, y de vital importancia en los
ciclos biogeoquímicos de los elementos.
Al no requerir de oxígeno se los denomina anaerobios. Algunas especies de
bacterias, denominadas facultativas, se adaptan y sobreviven ante la presencia
o ausencia de oxígeno en el medio que las rodea.
Las plantas
realizan el intercambio de gases a través de los estomas. Los estomas (del
griego: “stoma” = boca) son dos grandes células oclusivas rodeadas de células acompañantes, que dan lugar a pequeños poros
en las hojas de las plantas. Se localizan en ambas caras de la hoja, aunque en
general hay mayor cantidad de estomas en la cara inferior (envés). La
separación que se produce entre las dos células regula el tamaño total del
poro. Por medio de los estomas se produce el intercambio gaseoso con el medio
ambiente. El oxígeno y dióxido de carbono son intercambiados con la atmósfera a
través de estos poros, permitiendo que se desarrollen los procesos de fotosíntesis y respiración de las plantas.
Sin embargo, su apertura también provoca la pérdida de agua en forma de vapor,
a través de un mecanismo denominado transpiración. Es por ello que la apertura
o cierre de los estomas está cuidadosamente
regulada por factores ambientales como la luz, la concentración de dióxido de
carbono o la disponibilidad de agua para las plantas. Los estomas se abren
cuando la intensidad de la luz aumenta, y se cierran cuando disminuye.
A continuación presentamos un video con la explicación detallada y minuciosa del proceso de respiración celular:
