Respiración aerobia
La respiración aerobia es el proceso por el que las células oxidan glucosa con oxígeno para obtener ATP, CO2 y agua.
La respiración aerobia es la ruta metabólica por la que las células degradan moléculas orgánicas, sobre todo la glucosa, en presencia de oxígeno para obtener energía en forma de ATP. Es el proceso que permite a animales, plantas, hongos y muchas bacterias vivir con la energía que contienen los alimentos, y sus productos finales son dióxido de carbono y agua.
¿Qué es la respiración aerobia?
Pertenece al catabolismo: rompe moléculas grandes y ricas en energía para liberar esa energía de forma controlada. No hay que confundirla con la respiración pulmonar (ventilación): la respiración celular se produce dentro de la célula, y el aparato respiratorio solo aporta el oxígeno que necesita. Su ecuación global es:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energía (ATP y calor)
Es una oxidación escalonada: la glucosa pierde electrones y el oxígeno los recibe al final de la cadena, formando agua. En las células eucariotas ocurre en el citosol y en las mitocondrias; en las bacterias aerobias, en el citoplasma y la membrana plasmática.
Etapas de la respiración aerobia
| Etapa | Lugar | Qué ocurre | Resultado por glucosa |
|---|---|---|---|
| 1. Glucólisis | Citosol | La glucosa (6 C) se divide en dos piruvatos (3 C) | 2 piruvato, 2 ATP netos, 2 NADH |
| 2. Descarboxilación oxidativa | Matriz mitocondrial | Cada piruvato pierde un CO2 y forma acetil-CoA | 2 acetil-CoA, 2 CO2, 2 NADH |
| 3. Ciclo de Krebs | Matriz mitocondrial | El acetil-CoA se oxida por completo | 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP |
| 4. Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa | Membrana mitocondrial interna | Los electrones de NADH y FADH2 pasan al O2 y se sintetiza ATP | H2O y la mayor parte del ATP |
Glucólisis
Es común a la respiración aerobia y a la fermentación, y no necesita oxígeno. Consume 2 ATP y produce 4, con un balance neto de 2 ATP.
Ciclo de Krebs
También llamado ciclo del ácido cítrico, lo describió Hans Krebs en 1937. Cada vuelta oxida un acetil-CoA; por cada glucosa dan dos vueltas.
Cadena de transporte y fosforilación oxidativa
Los electrones transportados por NADH y FADH2 atraviesan una serie de complejos proteicos de la membrana interna mitocondrial. Esa energía bombea protones (H+) hacia el espacio intermembrana, creando un gradiente. Los protones regresan a la matriz a través de la ATP sintasa, que usa ese flujo para fabricar ATP. Es la teoría quimiosmótica propuesta por Peter Mitchell, que le valió el Nobel de Química en 1978. El oxígeno es el aceptor final de electrones; sin él la cadena se detiene.
Rendimiento energético
Se obtienen aproximadamente 30-32 ATP por molécula de glucosa. Los libros antiguos daban 36-38, pero las estimaciones actuales tienen en cuenta el coste del transporte de moléculas y la pérdida de protones. Unos 2 ATP provienen de la glucólisis, 2 del ciclo de Krebs y el resto de la fosforilación oxidativa. Esto es mucho más que los 2 ATP que rinde la fermentación anaerobia.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuántas moléculas de CO2 y de O2 se necesitan y producen al oxidar completamente una molécula de glucosa?
Según la ecuación global, se consumen 6 O2 y se producen 6 CO2. Comprobación: 2 CO2 salen en la descarboxilación del piruvato y 4 en el ciclo de Krebs, es decir, 6 CO2.
2. Calcula el ATP total de una glucosa si cada NADH rinde 2,5 ATP y cada FADH2 rinde 1,5 ATP.
Coenzimas: NADH = 2 (glucólisis) + 2 (piruvato) + 6 (Krebs) = 10, que dan 10 × 2,5 = 25 ATP. FADH2 = 2, que dan 2 × 1,5 = 3 ATP. ATP directo = 2 (glucólisis) + 2 (Krebs) = 4. Total = 25 + 3 + 4 = 32 ATP.
3. ¿Cuántas veces más ATP rinde la respiración aerobia que la fermentación?
La fermentación rinde 2 ATP por glucosa y la respiración aerobia unos 32. 32 ÷ 2 = 16 veces más.
Respiración aerobia frente a anaerobia
- Aerobia: el aceptor final de electrones es el oxígeno; degrada del todo la glucosa y rinde mucha energía.
- Anaerobia: el aceptor es otra sustancia (nitrato, sulfato), propia de algunas bacterias.
- Fermentación: no usa cadena de transporte; degrada parcialmente la glucosa a lactato o etanol con poca energía. Ocurre en las células musculares cuando falta oxígeno durante un esfuerzo intenso.
Importancia
Gracias a esta vía, los seres vivos pueden mantener funciones que consumen mucha energía, como el movimiento, el crecimiento o el mantenimiento de la temperatura. Existe un equilibrio con la fotosíntesis, ya que los productos de una son los reactivos de la otra. Las enfermedades mitocondriales y la intoxicación por cianuro (que bloquea la cadena de transporte) muestran lo vital que es este proceso.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la respiración aerobia?
¿Dónde ocurre la respiración aerobia?
¿Cuáles son las etapas de la respiración aerobia?
¿Cuánto ATP se produce por glucosa?
¿Para qué sirve el oxígeno en la respiración celular?
Referencias
- Nelson, D. L. y Cox, M. M. Lehninger. Principios de bioquímica. Omega.
- Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula. Omega.
- Audesirk, T., Audesirk, G. y Byers, B. E. Biología: la vida en la Tierra. Pearson Educación.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Respiración aerobia». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/biologia/respiracion-aerobia/
