Alternativa a la respiración celular

La producción de energía a partir de compuestos orgánicos, como la glucosa, por oxidación utilizando compuestos químicos (generalmente orgánicos) desde dentro de una célula como "aceptores de electrones" se llama fermentación. esta es una alternativa a la respiración celular, en la que los electrones de la glucosa y otros compuestos que se oxidan se transfieren a un aceptor que viene de fuera de la célula, típicamente oxígeno. esta es una alternativa a la respiración celular (sin oxígeno, la respiración celular no puede ocurrir).

Si bien la fermentación puede realizarse en condiciones anaeróbicas (falta de oxígeno), también puede ocurrir cuando el oxígeno es abundante. la levadura, por ejemplo, prefiere la fermentación a la respiración celular si hay suficiente glucosa disponible para apoyar el proceso, incluso si hay suficiente oxígeno disponible.

Cuando el azúcar rico en energía, en particular la glucosa, entra en una célula, se descompone en un proceso llamado glucólisis. La glucólisis es un paso indispensable tanto para la respiración celular como para la fermentación. Es un camino común para la descomposición del azúcar, que puede llevar a la fermentación o la respiración celular.

La glucólisis es un proceso bioquímico antiguo, que surgió muy temprano en la historia evolutiva. las reacciones básicas para la glucólisis fueron "inventadas" por microorganismos mucho antes de que evolucionara la fotosíntesis, que surgió hace aproximadamente 3.500 millones de años, pero llevaría aproximadamente 1.500 millones de años para llenar los mares y la atmósfera con una cantidad apreciable de oxígeno. así, incluso los eucariotas complejos (el "dominio" biológico que incluye el animal, las plantas, los hongos y los reinos protistas) son capaces de producir energía sin respiración, sin oxígeno, etc., en levaduras, que pertenecen al reino de los hongos, los productos químicos. De la glucólisis se fermentan para producir energía para la célula.

Al final de la glucólisis, la estructura de seis carbonos de la glucosa se habrá dividido en dos moléculas del compuesto de tres carbonos llamado piruvato. también se produce el producto químico nadh, de un producto químico más "oxidado" llamado nad +. en la levadura, el piruvato experimenta "reducción", la ganancia de electrones, que luego se transfieren del nadh producido anteriormente en la glucólisis para producir acetaldehído y dióxido de carbono.

El acetaldehído se reduce luego a alcohol etílico, el producto final de la fermentación. en animales, incluidos los humanos, el piruvato puede fermentarse cuando la disponibilidad de oxígeno es baja. Esto es especialmente cierto en las células musculares. cuando esto sucede, aunque se producen pequeñas cantidades de alcohol, la mayor parte del piruvato de la glucólisis se reduce no al alcohol, sino al ácido láctico.

Si bien el ácido láctico puede dejar las células animales y usarse para producir energía en el corazón, puede acumularse dentro de los músculos, causando dolor y disminuyendo el rendimiento deportivo. Esta es la sensación de "ardor" que se siente después de levantar pesas, correr durante un largo período de tiempo, correr, levantar cajas pesadas, etc.

El portador universal de energía en las células es un químico conocido como atp (trifosfato de adenosina). si utilizan oxígeno, las células pueden producir atp a través de la glucólisis seguida de la respiración celular, de manera que una molécula de azúcar de glucosa produce 36-38 moléculas de atp, dependiendo del tipo de célula.

De estas 36-38 moléculas de atp, solo dos se producen durante la fase de glucólisis. por lo tanto, si se utiliza la fermentación como una alternativa a la respiración celular, las células producen mucha menos energía que la respiración. sin embargo, en condiciones anaeróbicas o con poco oxígeno, la fermentación puede mantener a un organismo vivo y sobreviviendo, ya que de otro modo no tendrían respiración sin oxígeno.

Los seres humanos utilizan el proceso de fermentación para nuestro propio beneficio, especialmente cuando se trata de alimentos y bebidas. La elaboración de pan, la producción de cerveza y vino, los pepinillos, el yogur y la kombucha utilizan el proceso de fermentación.