La Respiración Aerobia y Anaerobia
¿Cómo se realiza la respiración Aerobia?
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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.
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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 los facultativos. 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 y Methanobacterium.
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.
