La respiración celular es un proceso en 4 etapas que convierte la energía almacenada en glucosa en ATP a través de la glicólisis, la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones. La glucosa se digiere, entra a las células y se rompe en piruvato a través de la glicólisis. Luego, el piruvato y electrones de alta energía entran a la mitocondria donde se oxida el piruvato y se produce más ATP a trav

1. Respiración celular
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¿Cómo transformas una mascada de alimento en un químico
que una célula pueda reconocer usar como energía? El primer
paso es alterar el alimento en sus compuestos químicos que lo
componen y luego ingresar esas moléculas a tus células. Ese
proceso es llamado digestión. Una vez dentro de tus células,
empieza el proceso de transformar esa mascada de alimento
en energía útil mediante la respiración celular. El proceso de
digestión tiene como resultado que carbohidratos y otras
moléculas sean removidas del alimento consumido y
transportadas al torrente sanguíneo. Desde aquí, los
nutrientes como el carbohidrato glucosa, abandonan la sangre
a través de la pared de los capilares sanguíneos y entran a los
tejidos celulares. Una vez en el interior de la célula, la
respiración oxidará completamente a la molécula de glucosa,
liberando electrones de alta energía. El objetivo general es
sintetizar ATP, una forma de energía para la mayoría de las
células. La respiración celular es un proceso que se realiza en
4 etapas que empieza con la glicólisis. La glicólisis
literalmente significa “romper azúcar” y es el primer paso de
la respiración celular, ocurre en el citoplasma de la célula. La
glicólisis consta de dos fases distintas; una fase de gasto
energético y una fase de generación de energía. En la fase de
gasto de energía, dos moléculas de ATP transfieren energía a
la molécula de glucosa formando una molécula de glucosa
difosfato de 6 carbonos. Esta molécula se divide y comienza la
fase de generación de energía. Durante esta fase, las dos
moléculas de 3 carbonos son convertidas a piruvato y se
forma ATP. La glicólisis es una reacción de 10 pasos que
involucra la actividad de múltiples enzimas y enzimas
asistentes. En el proceso, son producidos dos moléculas netas
de ATP, dos moléculas de piruvato y dos NADH, las cuales son
moléculas transportadoras de electrones de alta energía.
Cuando el oxígeno está presente, las moléculas de piruvato y
de NADH entran a la mitocondria y comienza así el segundo

2. paso de la respiración celular (la oxidación del piruvato).
Este paso involucra el movimiento de piruvato hacia dentro
de la mitocondria, lugar donde esta molécula se oxida. Cada
molécula de piruvato es convertida en un compuesto llamado
acetil coenzima A (CoA). En el proceso de oxidación del
piruvato, se transfiere electrones al NAD produciendo NADH y
liberándose un carbono que formará CO2 .
El próximo paso es el ciclo del ácido cítrico, también llamado
ciclo de KREBS. Aquí el acetil coenzima A se unirá con un
compuesto inicial llamado oxalacetato y, a través de una serie
de reacciones redox enzimáticas, todos los carbonos,
hidrógenos y oxígenos, en última instancia terminan como
dióxido de carbono y agua. La vía es llamada un ciclo porque
el oxalacetato es el compuesto inicial y terminal de esta vía.
Por cada glucosa que entra a la glicólisis, el ciclo se completa
dos veces, una vez por cada molécula de piruvato que entra a
la mitocondria. Durante la oxidación del piruvato y el ciclo del
ácido cítrico hay una producción neta de 8 NADH, 2 FADH 2, 2
ATP y 6CO2 por cada molécula de glucosa. Para comprender
cómo la mayoría de la energía es transformada por
respiración aeróbica, necesitamos seguir a las moléculas de
NADH y FADH2, en el próximo estado, la cadena de
transporte de electrones.
La cadena de transporte de electrones es una serie de
transportadores unidos a la membrana mitocondrial que se
pasan electrones de una a otra. A medida que los electrones
son transferidos entre las proteínas de membrana, la célula es
capaz de capturar energía o usarla para producir moléculas de
ATP. Las proteínas en la cadena bombean iones de Hidrógeno
a través de la membrana. Cuando los iones de Hidrógeno
fluyen de vuelta y cruzan la membrana a través de un
complejo proteico llamado ATP sintetesa, el ATP es
sintetizado por la enzima ATP Sintetasa. El oxígeno actúa
como aceptor terminal de electrones. Al aceptar electrones, el
oxígeno es reducido para formar agua, un producto de

3. desecho de la CTE. Todos los transportadores de electrones
de alta energía de los estados previos de la respiración celular
llevan sus electrones por la cadena. De esto, se produce la
mayor parte del ATP de toda la respiración celular: 25 ATP
netos (de acuerdo con reciente información). En resumen,
hemos visto cómo los cuatro estados de la respiración celular
son responsables de la conversión de la energía almacenada
en la molécula de glucosa en ATP, la batería energética de la
célula. En promedio, 29 moléculas de ATP se producen por
cada molécula de glucosa que entra a la célula. En el proceso
de producción de ATP, el oxígeno se extrae del torrente
sanguíneo para ser el aceptor final de electrones en la CTE y
se libera dióxido de carbono que es producido como un
subproducto. El objetivo de la respiración celular es transferir
energía almacenada en la glucosa para producir ATP, del
alimento que comemos diariamente, para que pueda ser
usadas por nuestras células. Este proceso se inicia con la
ingestión de un bocado o de una comida y termina con la
captura de la energía liberada, por digestión completa de los
nutrientes, en energía y dióxido de carbono.