2. Combustión: fenómenos químicos para obtener energía

Como hemos visto, el catabolismo es un conjunto de reacciones oxidativas a través de las cuales compuestos orgánicos complejos, ricos en energía, se degradan, transformándose en otros compuestos más sencillos, con menos energía. Por lo tanto, en estos procesos se libera energía, que será almacenada en forma de ATP.
 
Durante los procesos catabólicos la molécula que se oxida pierde electrones, que serán recogidos por la molécula que se reduce.
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Según sea el grado de oxidación del sustrato y el aceptor final de los electrones que se desprenden en las oxidaciones, podemos distinguir dos tipos de procesos catabólicos: la respiración celular y la fermentación.

Respiración celular

En este proceso, el sustrato (compuesto orgánico) se oxida completamente, convirtiéndose en compuestos inorgánicos que se reducen (CO2, H2O, NH3), pobres en energía. En este proceso se libera mucha energía que se almacena en forma de ATP.

En función de cuál sea la molécula que se reduce (es decir de cuál sea el aceptor final de los electrones), diferenciamos dos tipos de respiración, aerobia y anaerobia.

a) Respiración aerobia

El aceptor final de los electrones es el oxígeno (O2); al reducirse este oxígeno captando hidrógenos se forma agua. Este es el proceso que más frecuentemente utilizan los seres vivos para obtener energía.

Imagen 3. Autor: g pisabarro. Licencia Creative Commons

b) Respiración anaerobia

En este caso el aceptor final de los electrones no es el oxígeno si no otros compuestos inorgánicos tales como el NO3-, SO4= etc, por ello no es necesario oxígeno. Sólo se da en algunos microorganismos.

Imagen 4. Autor: g pisabarro. Licencia Creative Commons

Según el sustrato orgánico a degradar, podemos encontrar catabolismo de glúcidos, de lípidos, proteínas o ácido nucleicos. Al producirse una degradación de estos compuestos, primero se transforman en moléculas más sencillas —monosacáridos, ácidos grasos o aminoácidos—, los cuales a su vez se reducirán aun más a moléculas mucho más sencillas.

En general, podemos distinguir tres etapas en este proceso:

  1. Degradación de las macromoléculas en sus unidades constitutivas.
  2. Degradación de esas unidades en moléculas más simples: Piruvato y Acetil-CoA
  3. Oxidación total de esas unidades en el ciclo del ácido cítrico (Ciclo de Krebs).
Imagen 5. Elaboración propia
Fermentación

En este proceso, la molécula que se reduce es siempre orgánica. Además la oxidación de estos compuestos orgánicos es incompleta, por lo que como producto final se obtiene un compuesto también orgánico, aunque más sencillo ,y por lo tanto se libera menos cantidad de energía que en la respiración.

Como en este proceso el aceptor final de los electrones es un compuesto orgánico, no es necesario la presencia de oxígeno y dependiendo de cuál sea el compuesto orgánico final, la fermentación recibe distintas denominaciones: láctica, alcohólica, butírica, etcétera.

Este proceso lo realizan sobre todo algunas bacterias y levaduras.

Pregunta Verdadero-Falso
En este esquema se presenta un resumen del catabolismo de un glúcido, de la glucosa. Observa las diferencias entre el proceso de respiración y el de fermentación.

Imagen 6. Autor: hiperbiologia. Licencia Creative Commons

¿Puedes decir si son ciertas estas afirmaciones?



El catabolismo de glúcidos puede hacerse como respiración o como fermentación:

Verdadero Falso


El rendimiento energético, en moléculas de ATP, es mayor en la fermentación:

Verdadero Falso


La fermentación sólo se realiza en presencia de oxígeno:

Verdadero Falso


La fermentación es la principal vía de obtención de energía metabólica en los organismos que la realizan:

Verdadero Falso
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