21.9B: Respiración interna
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La respiración celular es el proceso metabólico por el cual un organismo obtiene energía a través de la reacción del oxígeno con la glucosa.
Objetivos de aprendizaje
- Describir la respiración interna (celular)
Puntos Clave
- La respiración celular es el proceso metabólico por el cual un organismo obtiene energía al reaccionar oxígeno con glucosa para dar agua, dióxido de carbono y trifosfato de adenosina (energía).
- Los 3 pasos de la respiración celular son la glucólisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa.
- El dióxido de carbono es un producto de desecho de la respiración celular que proviene del carbono en la glucosa y el oxígeno utilizado en la respiración celular.
- La respiración interna implica el intercambio de gases entre el torrente sanguíneo y los tejidos, y la respiración celular.
- El intercambio de gases en los tejidos es el resultado de la superficie del tejido, los gradientes de presión parcial de gas y la perfusión sanguínea de esos tejidos.
Términos Clave
- Respiración celular: El proceso celular de producir trifosfato de adenosina (ATP), agua y dióxido de carbono a partir de glucosa y oxígeno.
- Fosforilación Oxidativa: El paso final de la fosforilación celular en la que se utiliza el oxígeno para crear una cadena de transporte de electrones que produce una gran cantidad de ATP a partir de nicotinamida adenina dinucleótido (NADH).
La respiración interna se refiere a dos procesos distintos. El primero es el intercambio de gases entre el torrente sanguíneo y los tejidos. El segundo es el proceso de respiración celular, a partir del cual las células utilizan oxígeno para realizar funciones metabólicas básicas.
Intercambio de Gases con Tejidos
El intercambio de gases ocurre en los alvéolos de manera que el oxígeno se carga en el torrente sanguíneo y el dióxido de carbono se descarga del torrente sanguíneo. Posteriormente, el oxígeno se lleva al lado izquierdo del corazón a través de la vena pulmonar, que lo bombea a la circulación sistémica.
Los glóbulos rojos transportan el oxígeno a los capilares de los tejidos del cuerpo. El oxígeno se difunde hacia las células de los tejidos, mientras que el dióxido de carbono se difunde fuera de las células de los tejidos y hacia el torrente sanguíneo.
Los factores que influyen en el intercambio de gases tisulares son similares a los factores de intercambio de gases alveolares, e incluyen gradientes de presión parcial entre la sangre y los tejidos, la perfusión sanguínea de esos tejidos y las áreas superficiales de esos tejidos. Cada uno de esos factores generalmente aumenta el intercambio de gases a medida que esos factores se incrementan (es decir, más difusión de oxígeno en tejidos con más perfusión sanguínea).
En cuanto a los gradientes de presión parcial en los capilares sistémicos, tienen un PaO 2 de 100mmHg y un PaO 2 de 40mmHg dentro del capilar y un PaO 2 de 40 mmHg y PaO 2 de 45 mmHg dentro de las celdas de emisión, lo que permite que se produzca el intercambio de gases.
Respiración celular
La respiración celular es el proceso metabólico por el cual un organismo obtiene energía a través de la reacción del oxígeno con la glucosa para producir agua, dióxido de carbono y ATP, que es la fuente funcional de energía para la célula. El suministro de oxígeno para la respiración celular proviene de la respiración externa del sistema respiratorio.
Resumen de la respiración celular: Un diagrama de la respiración celular que incluye la glucólisis, el ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico) y la cadena de transporte de electrones.
La respiración celular incluye tres etapas principales, y ocurre principalmente en el citoplasma de la célula y dentro de las mitocondrias de la célula. La fórmula neta para la respiración celular es:
- Glicólisis: La descomposición de la glucosa en piruvato, ATP, H 2 O y calor.
- Ciclo Krebs: Produce NADH a partir de piruvato.
- Fosforilación Oxidativa: Produce ATP a partir de NADH, oxígeno y H+. El oxígeno juega el papel de receptor de electrones en una cadena de transporte de electrones para producir ATP.
La fórmula neta para la respiración celular es:
Glucosa+6 Oxígeno→6 Dióxido de Carbono +6 Agua+38 ATPGlucosa+6 Oxígeno→6 Dióxido de Carbono +6 Agua+38 ATP
El residuo de dióxido de carbono es el resultado de que el carbono de la glucosa (C 6 H 12 O 6) se descompone para producir el piruvato y los intermedios del NADH necesarios para producir ATP al final de la respiración. La energía almacenada en ATP se puede usar entonces para impulsar procesos que requieren energía, incluyendo biosíntesis, locomoción o transporte de moléculas a través de las membranas celulares.
La respiración celular puede ocurrir anaeróbicamente sin oxígeno, como a través de la fermentación de ácido láctico. Las células humanas pueden utilizar la fermentación de ácido láctico en el tejido muscular durante el ejercicio extenuante cuando no hay suficiente oxígeno para alimentar los tejidos. Este proceso es muy ineficiente en comparación con la respiración aeróbica, ya que sin la fosforilación oxidativa, la célula no puede producir casi tanto ATP (2 ATP en comparación con 38 durante la respiración celular).