Tipos de respiración

Los tipos de respiración se clasifican en dos niveles: la respiración celular, que obtiene energía de los nutrientes dentro de las células (aerobia o anaerobia), y la respiración de los organismos, que se refiere a cómo captan oxígeno y expulsan dióxido de carbono (cutánea, traqueal, branquial y pulmonar). Ambos procesos están ligados: el intercambio de gases del organismo existe para abastecer a las células del oxígeno que necesitan.

¿Qué es la respiración?

En biología, la respiración es el conjunto de procesos que permiten a los seres vivos obtener energía de las moléculas orgánicas. Para ello, la mayoría de los organismos toma oxígeno (O₂) del medio y elimina dióxido de carbono (CO₂). Conviene distinguir entre respiración externa (intercambio de gases con el entorno, también llamada ventilación) y respiración celular (reacciones metabólicas que ocurren en cada célula).

Tipos de respiración celular

Respiración aerobia

Utiliza oxígeno para degradar completamente la glucosa y otros nutrientes. Su ecuación global es:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energía (ATP)

Se desarrolla en tres etapas: la glucólisis (en el citoplasma), el ciclo de Krebs (en la matriz mitocondrial) y la cadena de transporte de electrones con la fosforilación oxidativa (en la membrana interna de la mitocondria). Rinde aproximadamente entre 30 y 32 moléculas de ATP por molécula de glucosa. Es la vía de los animales, las plantas, los hongos y muchas bacterias.

Respiración anaerobia y fermentación

Se produce sin oxígeno y la degradación del nutriente es incompleta, por lo que el rendimiento energético es mucho menor, de solo 2 ATP por glucosa en las fermentaciones. Incluye dos grandes tipos:

• Fermentación láctica. La glucosa se convierte en ácido láctico. Ocurre en las células musculares cuando falta oxígeno durante un esfuerzo intenso y en bacterias lácticas, que se emplean para elaborar yogur, queso o chucrut.
• Fermentación alcohólica. La glucosa se convierte en etanol y CO₂. La realizan levaduras como Saccharomyces cerevisiae, base del pan, el vino y la cerveza.

Algunas bacterias practican una verdadera respiración anaerobia, en la que usan otras moléculas, como nitratos o sulfatos, en lugar de oxígeno como aceptor final de electrones.

Tipos de respiración según el órgano respiratorio

Respiración cutánea

El intercambio de gases se hace a través de la piel, que debe ser fina y húmeda. Es la forma principal en lombrices de tierra y complementaria en anfibios como la rana, que además tienen pulmones.

Respiración traqueal

Típica de los insectos y otros artrópodos terrestres. Una red de tubos ramificados, las tráqueas, lleva el aire desde pequeños orificios del cuerpo, los espiráculos, hasta los tejidos. Por eso la sangre (hemolinfa) de los insectos no transporta oxígeno.

Respiración branquial

Propia de los animales acuáticos, como peces, moluscos, crustáceos y larvas de anfibios. Las branquias son láminas muy vascularizadas que captan el oxígeno disuelto en el agua. En los peces, el agua y la sangre circulan en sentidos opuestos (contracorriente), lo que mejora la absorción de oxígeno.

Respiración pulmonar

Usada por la mayoría de los vertebrados terrestres: reptiles, aves y mamíferos, así como los anfibios adultos. Los pulmones son órganos internos con superficie de intercambio grande. En las aves, además, los sacos aéreos mantienen un flujo de aire unidireccional por los pulmones, muy eficiente para el vuelo a gran altura.

La respiración en el ser humano

En nuestra especie la respiración pulmonar consta de dos movimientos: en la inspiración, el diafragma y los músculos intercostales se contraen y los pulmones se llenan de aire; en la espiración, se relajan y el aire sale. Un adulto en reposo realiza entre 12 y 20 respiraciones por minuto. En los alvéolos pulmonares el oxígeno pasa a la sangre y el CO₂ pasa de la sangre al aire. Según la musculatura que predomine, se habla de respiración torácica (costal), abdominal (diafragmática) o mixta. El sistema respiratorio coordina este proceso con el sistema circulatorio.

Respiración en las plantas

Las plantas también respiran: sus células realizan respiración aerobia constantemente, de día y de noche. El intercambio de gases se produce por los estomas de las hojas y por las lenticelas de los tallos. Durante el día, la fotosíntesis libera más oxígeno del que la respiración consume, por lo que el balance es positivo.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Alberts, B. et al. (2015). Molecular Biology of the Cell (6.ª ed.). Garland Science.
• Hickman, C. P., Roberts, L. S. y Larson, A. (2008). Principios integrales de zoología. McGraw-Hill.
• Campbell, N. A. y Reece, J. B. (2007). Biología (7.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.