Por Liz Veloz – Actualizado el 30 de agosto de 2022
La respiración celular es la piedra angular de la producción de energía celular. Al oxidar la glucosa en dióxido de carbono y agua, las células generan trifosfato de adenosina (ATP), la moneda energética universal. El oxígeno es el aceptor final de electrones, lo que hace que la respiración sea una reacción de "quema" controlada que libera energía utilizable.
Cada célula depende del ATP para realizar funciones que sustentan la vida. Si las células no repusieran continuamente ATP a través de la respiración, agotaríamos casi todo nuestro peso corporal en ATP en un solo día.
La respiración celular se desarrolla en tres fases estrechamente reguladas:la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico (Krebs) y la fosforilación oxidativa.
Las enzimas son proteínas especializadas que aceleran reacciones químicas sin consumirse. Cada paso de la respiración está orquestado por un conjunto distinto de enzimas que facilitan la transferencia de electrones (reacciones redox) en las que una molécula se oxida y otra se reduce.
La primera fase ocurre en el citoplasma y comprende nueve reacciones catalizadas por enzimas. Los actores clave incluyen la familia deshidrogenasa y la coenzima NAD⁺. Las deshidrogenasas oxidan la glucosa, quitan dos electrones y los transfieren al NAD⁺, que se convierte en NADH. Este proceso escinde la glucosa en dos moléculas de piruvato que pasan a la siguiente etapa.
En las mitocondrias, a menudo llamadas centrales eléctricas de las células, el piruvato se convierte en acetil-CoA, un sustrato de alta energía. Luego, las enzimas mitocondriales impulsan una serie de reacciones que reordenan los enlaces y realizan transferencias redox adicionales. Cada vuelta del ciclo produce NADH, FADH₂ y una pequeña cantidad de ATP, y libera CO₂ como producto de desecho.
El paso final tiene lugar a través de la membrana mitocondrial interna. El oxígeno actúa como aceptor terminal de electrones, impulsando una cadena de transportadores de electrones. El gradiente de protones resultante impulsa la ATP sintasa, produciendo hasta 38 moléculas de ATP por molécula de glucosa, una eficiencia notable para un sistema biológico.
