La respiración, una reacción química que libera energía, es esencial para todas las formas de vida. La respiración aeróbica se produce en tres etapas: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones. Para comprender el ciclo de Krebs, es importante entender el proceso de respiración como un todo, y la diferencia entre la respiración aeróbica y anaeróbica.
El proceso de respiración
Las plantas respiran constantemente, produciendo aminoácidos a partir de azúcares y otros nutrientes para formar las proteínas que necesitan para mantenerse con vida. Los seres humanos, los animales y las aves necesitan energía para moverse y mantener una temperatura corporal constante cuando el ambiente es más frío de lo que son. La respiración implica una serie de reacciones alimentadas principalmente por glucosa (también se usan grasas y proteínas), que se oxida para crear dióxido de carbono y luego se sintetiza para dar energía a las células en forma de trifosfato de adenosina (ATP). No confundas la respiración con la respiración: la respiración libera energía, mientras que la respiración permite que el aire entre y salga de tus pulmones.
Respiración aeróbica vs. anaeróbica
La respiración aeróbica usa glucosa y oxígeno para producir dióxido de carbono y agua como desperdicio. La respiración aeróbica ocurre continuamente en las células de plantas y animales, y las reacciones tienen lugar dentro de pequeños objetos dentro de una célula, conocidos colectivamente como mitocondrias. Aquí es donde ocurren la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones.
La respiración aeróbica libera 19 veces más energía que otro tipo de respiración, la respiración anaeróbica, de la misma cantidad de glucosa. Mientras que la respiración aeróbica ocurre en todo momento, la respiración anaeróbica ocurre durante el esfuerzo corto, movimientos de alta intensidad, como levantar pesas, correr y saltar. La respiración anaeróbica no requiere oxígeno porque se libera mucha menos energía y la glucosa no se degrada por completo.
El ciclo de Krebs
La primera etapa de la respiración aeróbica, la glucólisis, depende de las enzimas para descomponerse glucosa, liberando energía y piruvato. Esto es seguido por el ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo del ácido cítrico o el ciclo del ácido tricarboxílico. El ciclo de Krebs toma las moléculas de piruvato creadas durante la glucólisis para producir moléculas de alta energía de NADH, dinucleótido de flavina adenina (FADH2) y algo de ATP.
Cuando las moléculas de piruvato se forman antes del ciclo de Krebs, son convertido de moléculas de tres carbonos a una sustancia llamada acetil coenzima A o acetil CoA. Al comienzo del ciclo de Krebs, la acetil-CoA se combina con un ácido de cuatro carbonos llamado ácido oxaloacético para formar un ácido de seis carbonos llamado ácido cítrico. El ácido cítrico produce una serie de conversiones que involucran hasta 10 reacciones químicas desencadenadas por enzimas. En una de las reacciones, los electrones de alta energía se descargan a nicotinamida adenina dinucleótido (NAD). Cuando la molécula de NAD alcanza un ion de hidrógeno, se reduce a convertirse en NADH.
En otra reacción, el dinucleótido de flavina adenina (FAD) actúa como aceptor de electrones y capta dos iones de hidrógeno para convertirse en FADH2. NADH y FADH2 son compuestos importantes para la etapa final de la respiración aeróbica, la cadena de transporte de electrones (también conocida como sistema de citocromo), donde transfieren sus electrones a las proteínas y liberan energía. Al final del ciclo de Krebs, se produce el ácido oxaloacético, que es exactamente el mismo que el ácido oxalacético que comienza el ciclo, y el proceso comienza de nuevo.
Cuando ocurre la respiración anaeróbica, no hay oxígeno para actuar como el aceptor de hidrógeno final. Esto significa que ni el ciclo de Krebs ni la posterior cadena de transporte de electrones tienen lugar.
