La Respiración Aerobia y Anaerobia
¿Cómo se realiza la respiración Aerobia?
La respiración aerobia es la que utiliza oxígeno para extraer energía de la glucosa. Se efectúa en el interior de las células, en los organelos llamados mitocondrias. |
El siguiente es el proceso:
Durante el proceso respiratorio, parte de la energía contenida en la glucosa pasa a las moléculas de ATP. Con esta energía se alimentan, excretan los desechos, se reproducen y realizan todas las funciones que les permiten vivir. Tanto el dióxido de carbono como el agua salen de la célula y del cuerpo del ser vivo (Si se trata de un organismo pluricelular) por que constituyen sustancias de desecho. La energía puede utilizarse de inmediato o almacenarse para su uso posterior.
Las bacterias no tienen mitocondrias, por lo cual la respiración se efectúa en su citoplasma. En el resto de los organismos pertenecientes a los 4 reinos (Protistas, hongos, plantas y animales) si existen estos organelos.
Algunas células tienen más mitocondrias que otras; por ejemplo, las neuronas, las células musculares y los espermatozoides requieren de altas cantidades de energía y por ello tienen numerosas mitocondrias.
La respiración Anaerobia
Levadura de Pan
La respiración anaerobia consiste en que la célula obtiene energía de una sustancia sin utilizar oxígeno; al hacerlo, divide esa sustancia en otras; a la respiración anaerobia también se le llama fermentación.Probablemente la respiración anaerobia más conocida sea la de las lavaduras de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), que son hongos unicelulares.
Para elaborar la cerveza se utilizan semillas de cebada, las cuales contienen glucosa, sustancia de la cual las levaduras obtienen la energía. Las semillas de cebada son combinan con agua y la flor de una planta llamada lúpulo, que le da sabor a esta bebida. Los ingredientes se mezclan y luego se filtran.
El líquido resultante, que contiene la glucosa, se deposita en barriles de madera, junto con las levaduras y se deja reposar varios meses o años; durante éste tiempo, las levaduras utilizan la glucosa para obtener energía y la transforman en un tipo de alcohol llamado etanol. Supongamos que una levadura toma una molécula de glucosa ¿Qué hace con ella? Observa el esquema:
Las levaduras utilizan la energía para realizar todas sus funciones; el etanol permanece en el líquido y el dióxido de carbono, por ser un gas, se incorpora al aire.
¿Respiración Anaerobia en las células musculares?
Músculo Liso
Las células musculares del ser humano también pueden obtener energía a través de una respiración anaerobia. Pero, ¿Cómo se lleva a acabo este proceso? Cuando una persona realiza un ejercicio extenuante el cuerpo necesita mayor cantidad de oxígeno para que las células lo utilicen en la descomposición de la glucosa para obtener energía.
Si la actividad que realiza la persona exige a las células musculares un esfuerzo extremo, éstas van a requerir de un gran suministro de energía. Durante el ejercicio intenso el aparato circulatorio no proporciona suficiente oxígeno para satisfacer las necesidades de las células musculares.
En el momento que no llega el suficiente oxígeno a los músculos, las células musculares realizan un proceso anaeróbico para obtener energía; durante el proceso se produce un ácido láctico, Al acumularse, el ácido láctico provoca dolor y fatiga muscular. Una vez que la persona deja de hacer ejercicio, la respiración celular vuelve a ser aerobia.
Características de los organismos anaerobios
Esperas vistas en un microscopio.
Existen 2 tipos de organismos anaerobios; los estrictos y losfacultativos. Los estrictos mueren en presencia del oxígeno, por lo cual existen en las profundidades de la corteza terrestre y del mar, donde no hay oxígeno, y en el intestino de muchos animales, incluido el nuestro (en esos sitios no abunda el oxígeno). Pero, algunas especies viven en zonas más superficiales, como el material en descomposición del suelo en zonas de mucha vegetación, zonas pantanosas o el fondo de los lagos es el caso de las bacterias de los géneros Clostridium, Ruminococcus, Fusobacterium yMethanobacterium.
Las bacterias Clostridium que viven en el suelo descomponen los restos de plantas y animales muertos; generalmente habitan en la capa negra que se llama humus; como continuamente está en descomposición, no contiene aire con oxígeno.
Los organismos anaerobios facultativos también pueden realizar la respiración aerobia si se encuentran en presencia de oxígeno. La mayoría de las especies que fermentan la leche, el queso, el vino, la cerveza, el pulque, etc., son facultativas, por ejemplo, la leche que tomamos contiene las bacterias que se utilizan para elaborar quesos y yogurt; cuando la leche no se refrigera comienzan a descomponerla. Las levaduras del vino se encuentran sobre la cáscara de las uvas y luego en su jugo.
La fermentación cumple con una función ecológica al descomponer los cuerpos de los seres que mueren; innumerables especies de hongos y bacterias se encargan de esa tarea. Cuando en el lugar donde viven estos microorganismos las condiciones del medio se vuelven difíciles cubren su cuerpo con una capa protectora y se convierten en esporas.
Glosario
Molécula
Molécula: Unidad mínima de una sustancia que conserva sus propiedades químicas. Puede estar formada por átomos iguales o diferentes.
ATP (Trifosfato de adenosina): Molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades. El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos en unos orgánulos especiales de la célula llamados mitocondrias.
Orgánulo: Unidad estructural y funcional de una célula u organismo unicelular; por ejemplo, las mitocondrias o el núcleo.
Citoplasma
Citoplasma: Región celular situada entre la membrana plasmática y el núcleo, con los órganos celulares que contiene.
Levadura: Nombre genérico de ciertos hongos unicelulares, de forma ovoidea, que se reproducen por gemación o división. Suelen estar unidos entre sí en forma de cadena, y producen enzimas capaces de descomponer diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares, en otros más sencillos.
Ácido Láctico: Normalmente se prepara por fermentación bacteriana de lactosa, almidón, azúcar de caña o suero de la leche. Pequeñas cantidades de ácido L-láctico están presentes en la sangre y en otros fluidos y órganos del cuerpo; este ácido se forma en los tejidos, sobre todo los musculares, que obtienen energía metabolizando azúcar en ausencia de oxígeno.
Fatiga: Agitación duradera, cansancio, trabajo intenso y prolongado.
Facultativo: Que no está obligado a hacer una cosa de una sola manera.
Aerobio: Dicho de un ser vivo: Que necesita oxígeno para subsistir.
Anaerobio: Dicho de un organismo: Que puede vivir sin oxígeno.
