La respiración celular involucra una serie de reacciones bioquímicas en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se oxida para producir dióxido de carbono, agua y 36 moléculas de ATP. Este proceso ocurre principalmente en las mitocondrias y consta de tres etapas: oxidación del ácido pirúvico, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa. La respiración celular es fundamental para la nutrición celular y genera la energía necesaria para los

1. Respiración celular
La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la
mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se
desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 36 moléculas de ATP.
Es un proceso básico dentro de la nutrición celular.
Su fórmula general es: C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 36 moléculas de
ATP.
En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias y ocurre en tres
etapas:
• Oxidación del ácido pirúvico.
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs)
• Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP.
La respiración celular es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en
la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos o los lípidos,
es liberada de manera controlada. Durante la respiración una parte de la energía libre
desprendida en estas reacciones exotérmicas, es incorporada a la molécula de ATP, que
puede ser a continuación utilizado en los procesos endotérmicos, como son los de
mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo).
Veremos como la estructura de las células o unidad funcional de los seres vivos, esta
capacitada de organelas que llevan a cabo, este importante proceso de respiración
celular, es el caso de las mitocondrias cuyo conocimiento biológico es esencial para
comprender las oxidaciones biológicas.
La oxidación del piruvato, la B oxidación de los ácidos grasos, la oxidación de los
aminoácidos y del acido cítrico se producen en la matriz mitocondrial.
Función de las mitocondrias
Las mitocondrias son organelas celulares que se especializan en el metabolismo
oxidativo y son muy importantes en el proceso de respiración celular.
Las diferentes células presentan amplias diferencias en cuanto a abundancia y
estructuras de las mitocondrias. La mayor parte de las células de los vertebrados
contienen varios cientos de mitocondrias, pero sus números pueden ser de tan solo una
mitocondria hasta cien mil.
Las mitocondrias tienen cuatro subregiones que son: membrana externa, membrana
interna, expansión ínter membrana y matriz mitocondrial.
La presencia de O2 en la membrana interna de la mitocondria favorece la unión de ADP
más Pi para producir ATP y la atracción transmembrana de hidrogeniones para formar
H2O.

2. El ser humano proporciona cada día la energía necesaria para la síntesis de ATP. El
ATP es muy importante, porque nos proporciona la energía necesaria, para la movilidad
celular, la contracción de los músculos y el transporte especifico a través de la
membrana, por lo que se puede considerar al ATP como la sustancia más importante de
la bioquímica.
La hidrólisis de ATP se puede producir por dos formas:
1- separación del fosfato Terminal para producir ADP (adenosindifosfato) y
(ortofosfato Pi).
2- por la separación del segundo enlace fosfo anhídrido para dar AMP
adenosinmonofosfato y pirofosfato (Pii).
Respiración aeróbica
La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos
extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el
que el carbono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante
empleado. En otras variantes de la respiración, muy raras, el oxidante es distinto del
oxígeno (respiración anaeróbica).
La respiración aeróbica es el proceso responsable de que la mayoría de los seres vivos,
los llamados por ello aerobios, requieran oxígeno. La respiración aeróbica es propia de
los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias.
El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstáculos las membranas biológicas,
atraviesa primero la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales,
siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que
sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final, que
es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la
fosforilación del ATP.
En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o
glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta
serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica.
La reacción química global de la respiración es la siguiente:
C6 H12 O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
Para facilitar su estudio, la respiración aerobia se ha subdividido en las siguientes etapas
Durante la glucólisis, una molécula de glucosa es oxidada y escindida en dos moléculas
de ácido pirúvico (piruvato). En esta ruta metabólica se obtiene dos moléculas netas de
ATP y se reducen dos moléculas de NAD+; el número de carbonos se mantiene
constante (6 en la molécula inicial de glucosa, 3 en cada una de las moléculas de ácido
pirúvico). Todo el proceso se realiza en el citosol de la célula.

3. Respiración anaeróbica
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de azúcares y
otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica
distinta del oxígeno, y más raramente una molécula orgánica. La realizan
exclusivamente algunos grupos de bacterias y para ello utilizan una cadena
transportadora de electrones análoga a la de las mitocondria en la respiración aeróbica.1
No debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también anaeróbico, pero
en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el
aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica.
En la respiración anaeróbica no se usa oxígeno, sino que para la misma función se
emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o el nitrato. En las bacterias con
respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la
que se reoxidan los coenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos
nutrientes; es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los mismos
elementos (citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.). La única diferencia,
por tanto radica, en que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.
Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de
reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa,
aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que en la
respiración aerobia convencional. No hay que confundir la respiración anaeróbica con la
fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el
aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo
tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.
En la siguiente tabla se muestran distintos aceptores de electrones, sus productos y
algunos ejemplos de microorganismos que realizan tales procesos:
Utilización de nitrato como aceptor de electrones [editar]
Muchas bacterias aeróbicas contienen las enzimas nitrato-reductasas que catalizan la
reducción de nitrato a nitrito:2
NO3– + 2e– + 2H+ → NO2– + H2O
No obstante, el producto resultante (nitrito) es muy tóxico por lo que algunas especies
de Pseudomonas y Bacillus pueden reducir el nitrato más allá del nivel de nitrito hasta
nitrógeno molecular:
NO3– + 10e– + 12H+ → N2 + 6H2O

4. El resultado final, nitrógeno, es un gas inerte y no tóxico. Este proceso se conoce como
desnitrificación que, si se produce en el suelo se considera perjudicial para la agricultura
ya que ocasiona la pérdida de los nitratos, necesarios para el crecimiento de las plantas.
Las bacterias reductoras de nitratos son anaerobias facultativas ya que el uso de nitratos
y nitritos como aceptores de electrones son procesos alternativos que pueden utilizar
estas bacterias para crecer en ausencia de oxígeno. En presencia de él, aunque el nitrato
esté presente, la respiración procede enteramente a través de la cadena aeróbica de
transporte de electrones.
En síntesis la respiración celular es el acoplamiento de la generación de energía en la
oxidación de los nutrientes y el oxigeno.
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