Respiración anaerobia
La respiración anaerobia obtiene energía mediante una cadena de transporte de electrones cuyo aceptor final no es el oxígeno.
La respiración anaerobia es un proceso metabólico en el que ciertos organismos obtienen energía oxidando compuestos orgánicos o inorgánicos sin utilizar oxígeno como aceptor final de electrones. En su lugar emplean otras sustancias, como nitrato, sulfato, dióxido de carbono o hierro férrico. Es propia sobre todo de bacterias y arqueas, y es fundamental en los ciclos del nitrógeno, el azufre y el carbono.
¿Qué es la respiración anaerobia?
En la respiración celular aerobia, los electrones obtenidos al oxidar la glucosa pasan por una cadena de transporte de electrones y terminan en el oxígeno, formando agua. Ese flujo genera un gradiente de protones que la ATP sintasa aprovecha para fabricar ATP. En la respiración anaerobia ocurre lo mismo (existe una cadena transportadora de electrones y una síntesis de ATP por quimiosmosis), pero el aceptor final del electrón no es el O₂, sino otra molécula.
La palabra procede del griego an- («sin») y aér («aire»). Es un término que a menudo se confunde con la fermentación, pero son procesos distintos, como se explica más abajo.
Cómo funciona
- Glucólisis y oxidación del sustrato. Los compuestos orgánicos (glucosa, ácidos orgánicos, hidrógeno) se oxidan y liberan electrones, que se almacenan en transportadores como el NADH.
- Cadena de transporte de electrones. Los electrones pasan por complejos proteicos de la membrana plasmática (en procariotas) y bombean protones, creando un gradiente.
- Reducción del aceptor final. Los electrones llegan a un aceptor distinto del oxígeno, que se reduce.
- Síntesis de ATP. Los protones regresan a través de la ATP sintasa y se produce ATP.
Como el potencial redox de estos aceptores es menor que el del oxígeno, el rendimiento energético es menor que el de la respiración aerobia, aunque suele ser mayor que el de la fermentación.
Tipos según el aceptor final
| Tipo | Aceptor final | Producto | Organismos |
|---|---|---|---|
| Desnitrificación | Nitrato (NO₃⁻) | Nitrito, óxido nitroso y nitrógeno (N₂) | Pseudomonas, Paracoccus denitrificans |
| Reducción de sulfato | Sulfato (SO₄²⁻) | Sulfuro de hidrógeno (H₂S) | Desulfovibrio |
| Metanogénesis | Dióxido de carbono (CO₂) | Metano (CH₄) | Arqueas metanógenas, como Methanobacterium |
| Reducción de hierro | Hierro férrico (Fe³⁺) | Hierro ferroso (Fe²⁺) | Geobacter, Shewanella |
| Reducción de fumarato | Fumarato | Succinato | Escherichia coli (en ausencia de oxígeno) |
Algunas bacterias, como E. coli, son anaerobias facultativas: usan oxígeno si lo hay y cambian a otras vías si falta. Otras son anaerobias estrictas, para las que el oxígeno es tóxico.
Respiración anaerobia, respiración aerobia y fermentación
| Característica | Respiración aerobia | Respiración anaerobia | Fermentación |
|---|---|---|---|
| Aceptor final de electrones | Oxígeno | Nitrato, sulfato, CO₂, Fe³⁺… | Un compuesto orgánico derivado del propio sustrato |
| Cadena de transporte de electrones | Sí | Sí | No |
| Rendimiento de ATP por glucosa | Alto (unos 30-32 ATP) | Intermedio | Bajo (2 ATP) |
| Ejemplo | Células musculares con oxígeno | Desulfovibrio | Levaduras; fermentación láctica en el músculo |
La fermentación (por ejemplo, la láctica o la alcohólica) no es respiración, porque no hay cadena de transporte de electrones y solo se obtiene el ATP de la glucólisis. Se produce en las levaduras que elaboran pan, vino y cerveza, y en nuestras células musculares cuando el esfuerzo es intenso y falta oxígeno.
Dónde ocurre
La respiración anaerobia se da en ambientes sin oxígeno o con muy poco: sedimentos de ríos, lagos y mares, pantanos y humedales, arrozales inundados, suelos encharcados, el tubo digestivo de animales (el rumen de las vacas, el intestino humano), las profundidades marinas y las plantas depuradoras de aguas residuales.
Importancia
- Ciclos biogeoquímicos: la desnitrificación devuelve el nitrógeno a la atmósfera cerrando el ciclo del nitrógeno; las bacterias sulfatorreductoras intervienen en el ciclo del azufre; las metanógenas cierran el ciclo del carbono en medios anóxicos.
- Producción de biogás: la metanogénesis se aprovecha en digestores para obtener metano a partir de residuos orgánicos.
- Depuración de aguas: eliminan nitratos de aguas residuales y agrícolas.
- Biorremediación: bacterias como Geobacter pueden degradar contaminantes o reducir metales.
- Evolución: las primeras formas de vida vivieron en una atmósfera sin oxígeno, por lo que estos metabolismos están entre los más antiguos.
- Problemas: el H₂S producido por las bacterias sulfatorreductoras es tóxico y corroe tuberías metálicas, y el metano emitido en arrozales y por el ganado es un potente gas de efecto invernadero.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la respiración anaerobia?
¿Es lo mismo respiración anaerobia que fermentación?
¿Qué organismos realizan respiración anaerobia?
¿Por qué rinde menos energía que la aerobia?
¿Para qué sirve la respiración anaerobia al ser humano?
Referencias
- Madigan, M. T. et al. Brock. Biología de los microorganismos. Pearson Educación.
- Nelson, D. L. y Cox, M. M. Lehninger. Principios de bioquímica. Omega.
- Reece, J. B. et al. Campbell Biology. Pearson.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Respiración anaerobia». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/biologia/respiracion-anaerobia/
