Toda la vida necesita energía para llevar a cabo las funciones de la vida. Incluso sentarse y leer requiere energía. Crecimiento, digestión, locomoción: todo requiere un gasto de energía. Correr un maratón requiere mucha energía. Entonces, ¿de dónde viene toda esa energía?
Combustible para energía
La energía necesaria para realizar las funciones de la vida proviene de la descomposición del azúcar. La fotosíntesis utiliza la energía del sol para combinar el dióxido de carbono y el agua para formar glucosa (azúcar), que emite oxígeno como producto de desecho. Las plantas almacenan esta glucosa en forma de azúcar o almidón. Los animales, los hongos, las bacterias y, a veces, otras plantas, se alimentan de estos recursos vegetales, descomponiendo el almidón o el azúcar para liberar la energía almacenada.
Comparación de fermentación y respiración celular
La fermentación y la respiración celular difieren en un factor crítico: el oxígeno. La respiración celular utiliza oxígeno en la reacción química que libera energía de los alimentos. La fermentación ocurre en un ambiente anaeróbico o sin oxígeno. Debido a que la fermentación no usa oxígeno, la molécula de azúcar no se descompone completamente y, por lo tanto, libera menos energía. El proceso de fermentación en las células libera aproximadamente dos unidades de energía, mientras que la respiración celular libera un total de aproximadamente 38 unidades de energía.
Energía de la respiración celular
En la respiración celular, el oxígeno se combina con los azúcares para liberar energía. Este proceso comienza en el citoplasma y se completa en las mitocondrias. En el citoplasma, un azúcar se descompone en dos moléculas de ácido pirúvico, liberando dos unidades de energía de trifosfato de adenosina o ATP. Las dos moléculas de ácido pirúvico se mueven hacia las mitocondrias donde cada molécula se convierte en una molécula llamada acetil CoA. Los átomos de hidrógeno del acetil CoA se eliminan en presencia de oxígeno, liberando un electrón cada vez, hasta que no queda hidrógeno. En este punto, el acetil CoA se ha descompuesto y solo quedan dióxido de carbono y agua. Este proceso libera cuatro unidades de energía ATP. Ahora los electrones pasan por la cadena de transporte de electrones y finalmente liberan alrededor de 32 unidades de ATP. Entonces, el proceso de respiración celular libera alrededor de 38 unidades de energía de ATP de cada molécula de glucosa.
Energía del proceso de fermentación
¿Qué pasa si la célula no tiene suficiente oxígeno para la respiración celular? La frase "siente la quemadura" es el resultado de esta vía anaeróbica. Si el nivel de oxígeno de la célula es demasiado bajo para la respiración celular, generalmente porque los pulmones no pueden satisfacer la necesidad de oxígeno de la célula, entonces tiene lugar la respiración celular de fermentación. En este caso, la molécula de azúcar solo se descompone en el citoplasma de la célula, liberando aproximadamente dos unidades de energía de ATP. El proceso de degradación no continúa en las mitocondrias. Esta descomposición parcial de la glucosa libera un poco de energía para que la célula pueda seguir funcionando, pero la reacción incompleta produce ácido láctico que se acumula en la célula. Esta fermentación de ácido láctico provoca la sensación de ardor cuando los músculos no reciben suficiente oxígeno para la respiración celular.
