Por el Dr. David Warmflash – Actualizado el 24 de marzo de 2022

Cuando las células descomponen moléculas orgánicas como la glucosa, necesitan un aceptor final de electrones para liberar energía. En presencia de oxígeno, esta función la desempeña la cadena de transporte de electrones mitocondrial, un proceso conocido como respiración celular. En su ausencia, las células dependen de una vía diferente llamada fermentación, que utiliza moléculas orgánicas producidas dentro de la célula como aceptores de electrones.

1. ¿Qué es la fermentación?

La fermentación es una ruta metabólica anaeróbica que convierte la glucosa en ATP mientras se regenera NAD ⁺ del NADH. Los productos finales varían según el organismo:la levadura produce etanol y dióxido de carbono, mientras que muchas células animales producen ácido láctico.

2. Fermentación versus respiración celular

• Requerimiento de oxígeno: La respiración necesita O₂; la fermentación no.
• Rendimiento energético: Una molécula de glucosa produce entre 36 y 38 ATP a través de la respiración, pero sólo 2 ATP a través de la fermentación.
• Velocidad: La fermentación es rápida, lo que permite la supervivencia durante breves carencias de oxígeno.

Incluso cuando hay abundante oxígeno, algunos organismos, en particular la levadura, favorecen la fermentación si la glucosa es abundante porque permite una rápida generación de ATP y la producción de subproductos valiosos como el etanol.

3. Glucólisis:el precursor de ambas vías

La glucólisis es la descomposición universal, independiente del oxígeno, de la glucosa en dos moléculas de piruvato, produciendo 2 ATP y 2 NADH. Es el punto de entrada común tanto para la fermentación como para la respiración.

4. De la glucólisis a la fermentación

Después de la glucólisis, el piruvato se dirige a diferentes destinos:

• Levadura (fermentación alcohólica): El piruvato se descarboxila a acetaldehído y luego se reduce a etanol, liberando CO₂. .
• Células animales (fermentación del ácido láctico): El piruvato se reduce a lactato mediante la lactato deshidrogenasa, regenerando NAD ⁺ .

Estas reacciones permiten que las células sigan produciendo ATP mediante la fosforilación a nivel de sustrato cuando la cadena mitocondrial está inactiva.

5. Producción de ATP mediante fermentación

Sólo la fase glucolítica aporta ATP en la fermentación, produciendo 2 ATP por molécula de glucosa. Aunque es mucho menos eficiente que la respiración, la fermentación es esencial para las necesidades energéticas a corto plazo durante la hipoxia, como la actividad muscular intensa.

6. Importancia biológica

La fermentación permite la vida en nichos anaeróbicos:respiraderos de aguas profundas, el intestino y los tejidos vegetales. También proporciona flexibilidad metabólica, lo que permite a los organismos sobrevivir a caídas repentinas en la disponibilidad de oxígeno.

7. Aplicaciones prácticas

Las culturas humanas aprovechan la fermentación para:

• Panes con levadura (CO₂ producción).
• Bebidas alcohólicas (producción de etanol).
• Alimentos fermentados como yogur, kéfir, kimchi y kombucha (ácido láctico, ácido acético).

Estos procesos no solo crean sabores deseables sino que también mejoran la seguridad y digestibilidad de los alimentos.

Conclusión clave: La fermentación es una vía vital, independiente del oxígeno, que proporciona una fuente de energía rápida, aunque de bajo rendimiento, y sustenta muchos de los alimentos y bebidas que apreciamos.