Respiración Celular: Fases Aeróbica y Anaeróbica

Fase Aeróbica

La fase aeróbica es el proceso donde ocurre la oxidación completa del ácido pirúvico. Se lleva a cabo en la mitocondria y consta de tres etapas:

1. Descarboxilación Oxidativa

• Se produce en la matriz mitocondrial.
• El ácido pirúvico se oxida a acetil-CoA.
• Por cada molécula de ácido pirúvico, se obtiene un NADH2 (nucleótido reducido).
• La enzima involucrada es la piruvato descarboxilasa.
• Dado que hay dos moléculas de ácido pirúvico, se generan 2 NADH2.
• Balance del proceso por cada molécula de ácido pirúvico: ácido pirúvico → acetil-CoA + CO2 + NADH2.
• Balance hasta este punto: glucosa → 2 acetil-CoA + 2 CO2 + 2 ATP + 4 NADH2.

2. Ciclo de Krebs

• Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
• Consiste en la oxidación del acetil-CoA obtenido en la fase anterior hasta CO2 y H2O.
• Es una ruta cíclica que comienza cuando el acetil-CoA se une al ácido oxalacético para formar ácido cítrico.
• El ácido cítrico se transforma en otros compuestos y finalmente se regenera el oxalacético.
• Durante la oxidación, se obtiene 1 GTP (ATP) por fosforilación a nivel de sustrato, 3 NADH2, 1 FADH2 y 2 CO2.
• Balance: Acetil-CoA → 2 CO2 + 1 ATP + 1 FADH2 + 3 NADH2.

3. Cadena Respiratoria

• Se produce en las crestas mitocondriales.
• Es un proceso de transporte de electrones desde los nucleótidos a unas moléculas llamadas citocromos, que finalmente los ceden al oxígeno para formar H2O.
• Estas moléculas se encuentran en la membrana interna, en las crestas mitocondriales.
• Durante el transporte se genera energía que se utiliza para bombear protones desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembranoso.
• Los protones acumulados regresan pasivamente a la matriz mitocondrial a través de ATP-sintasas, sintetizando ATP.
• Esta forma de obtener ATP se llama fosforilación oxidativa, basada en la hipótesis quimiosmótica, que depende de un gradiente de protones a ambos lados de la membrana interna mitocondrial.
• Los complejos I, II y III bombean protones al espacio intermembranoso.
• Por cada NADH2 se obtienen 3 ATP, y por cada FADH2 se obtienen 2 ATP.
• La cadena comienza cuando el NADH2 y el FADH2 ceden electrones al complejo I. Este los transfiere al complejo II, luego al complejo III, al complejo IV y finalmente al O2 para formar H2O.
• Balance global de la respiración aeróbica: Glucosa → 6 CO2 + 10 NADH2 x 3 ATP + 2 FADH2 x 2 ATP + 4 ATP, lo que equivale a glucosa → 6 CO2 + 38 ATP.

Respiración Celular Anaeróbica

• El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta del O2, como SO4=, NO3-, CO2.
• No se necesita oxígeno.