Respiración aeróbica o aeróbia
La respiración aeróbica es un proceso metabólico indispensable para la vida de la mayoría de los seres vivos que tenemos en mente. En biología se denomina respiración aeróbica al proceso por el cual se obtiene energía de las moléculas orgánicas. La respiración aeróbica se realiza con el oxigeno como aceptor de electrones u factor oxidante, se reduce. Las moléculas orgánicas (normalmente glucosa) desprenden energía cuando liberan un carbono, que se unirá al oxígeno, formando CO2. Por el contrario, en las respiraciones no aeróbicas, o anaeróbicas, no es necesaria la presencia de oxígeno como aceptor de electrones, utilizándose otra molécula en su lugar, siendo los más normales el nitrato, el sulfato, el dióxido de carbono o el ión férrico. Estos procesos metabólicos son exclusivos de determinados grupos de microorganismos, bacterias y arqueas, siendo lo más frecuente entre los seres vivos (todos los eucariotas y algunas bacterias y arqueas) la respiración aerobia.
La respiración aerobia es un conjunto de procesos que se han estudiado por separado pero que metabólicamente están estrechamente relacionados, pues los sustratos de unos son los productos de otros. La respiración aerobia se considera que comienza con la glucolisis, aunque este proceso no necesita la presencia de oxígeno para llevarse a cabo. El producto de la glucolisis es el piruvato, una molécula central del metabolismo de los seres vivos. Puedes leer más sobre su importancia en nuestro artículo aquí. La glucolisis se detiene cuando la célula detecta niveles elevados de piruvato (también denominado ácido pirúvico), por lo que la continuación de la degradación del piruvato (que sí necesita oxígeno) es un paso limitante para la glucolisis. Durante la glucolisis se genera energía en forma de 2 moléculas de ATP y 2 de NADH, rindiendo 2 moléculas de piruvato por cada hexosa (como la glucosa).
A continuación el piruvato sufre una descarboxilación oxidativa. En este proceso el ácido pirúvico (que cuenta con una cadena de 3 carbonos) es fracturado, dependiendo una molécula de CO2 que será expulsada en forma de gas (y es el que los animales excretan con la respiración). Mientras, al mismo tiempo pierde 2 hidrógenos, que oxidan 2 moléculas de NAD+, para generar poder reductor (2 NADH), es decir, se genera energía. De esta manera el piruvato se transforma en un resto Acetilo que se unirá al Coenzima A.
De esta manera, unido al coenzima A, el piruvato entra en el ciclo de Krebs, la parte que emplea oxigeno de la respiración aerobia. Este proceso es central al metabolismo catabólico (el que obtiene energía a partir de moléculas complejas mediante su rotura). En eucariotas el ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz de las mitocondrias y en las bacterias en el propio citoplasma. Tanto azucares, como proteínas y lípidos tienen rutas de degradación que desembocan en el ciclo de Krebs o en algún intermediario, principalmente en el ácido pirúvico. Lee más sobre los procesos enzimáticos que ocurren en el ciclo de Krebs en su artículo aquí .
La respiración aerobia es un proceso muy eficiente. Por cada molécula de glucosa que entra (C6H12O6), emplea 6 O2 para dar 6CO2 y energía.