Cuadros comparativos entre respiración aeróbica y respiración anaeróbica

La respiración aeróbica es un proceso que utiliza el oxígeno y la respiración anacrónica es un proceso que no usa oxígeno, son dos formas de la respiración celular. A pesar de que algunas células pueden dedicarse a un solo tipo de respiración, la mayoría de las células utilizan ambos tipos, dependiendo de las necesidades de un organismo. La respiración celular se produce también fuera de macroorganismos, como procesos químicos, por ejemplo, en la fermentación. En general, la respiración se utiliza para eliminar los productos de desecho y generar energía.

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Proceso aeróbico vs anaeróbico

Respiracion anaerobia y aerobia

Los procesos aeróbicos en la respiración celular sólo puede ocurrir si el oxígeno está presente. Cuando una célula necesita liberar energía, el citoplasma (una sustancia entre el núcleo de la célula y su membrana) y las mitocondrias (orgánulos en el citoplasma que ayudan a los procesos metabólicos) inician intercambios químicos que inician la descomposición de la glucosa. Este azúcar se lleva a través de la sangre y se almacena en el cuerpo como una fuente rápida de energía. La descomposición de la glucosa en trifosfato de adenosina (ATP) libera dióxido de carbono (CO2), un subproducto que necesita ser eliminado del cuerpo. En las plantas, el proceso de liberación de la energía de la fotosíntesis utiliza CO2 y libera oxígeno como subproducto.

Los procesos anaerobios no utilizan oxígeno, por lo que el producto piruvato (ATP es un tipo de piruvato) permanece en el lugar para ser desglosado o catalizada por otras reacciones, como lo que ocurre en el tejido muscular o en proceso de fermentación. El ácido láctico, que se acumula en las células de músculos como los procesos aeróbicos no pueden mantenerse al día con la demanda de energía, es un subproducto de un proceso anaeróbico. Estos colapsos anaeróbicas proporcionan energía adicional, pero el ácido láctico acumulación reduce la capacidad de una célula para más residuos del proceso; a gran escala en, por ejemplo, un cuerpo humano, esto conduce a la fatiga y dolor muscular. Las células se recuperan por la inhalación de oxígeno y más a través de la circulación de la sangre, los procesos que ayudan a eliminar los ácidos láctico.

Video sobre la respiración celular:

Fermentación

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Cuando las moléculas de azúcar (principalmente glucosa, fructosa, y sacarosa) se descomponen en la respiración anaeróbica, la piruvato que producen restos en la célula. Sin oxígeno, el piruvato no es catalizada por completo para la liberación de energía. En lugar de ello, la célula utiliza un proceso más lento para eliminar los portadores de hidrógeno, la creación de diferentes productos de desecho. Este proceso más lento se llama fermentación. Cuando se utiliza levadura para la descomposición anaeróbica de azúcares, los productos de desecho son el alcohol y CO2. La eliminación de CO2 deja de etanol, la base de bebidas alcohólicas y de combustible. Frutas, plantas de azúcar (por ejemplo, caña de azúcar), y los granos son utilizados para la fermentación, mediante levaduras o bacterias anaerobias como los procesadores. En la cocción, la liberación de CO2 de la fermentación es lo que hace que el pan y otros productos horneados suban.

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs también se conoce como el ciclo del ácido cítrico y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA). El ciclo de Krebs es el proceso clave de producción de energía en la mayoría de los organismos multicelulares. La forma más común de este ciclo usa la glucosa como fuente de energía. Durante un proceso conocido como la glucólisis, una célula convierte la glucosa, una molécula de 6 carbonos, en dos moléculas de 3 carbonos llamados piruvatos. Estos dos piruvatos liberan electrones que luego se combinan con una molécula llamada NAD + para formar NADH y dos moléculas de trifosfato de adenosina (ATP).

Estas moléculas de ATP son el verdadero “combustible” para un organismo y se convierten en energía, mientras que las moléculas de piruvato y NADH entran en la mitocondria. Ahí es donde las moléculas de 3 carbonos se descomponen en moléculas de carbono llamadas 2-acetil-CoA y CO2. En cada ciclo, la acetil-CoA se descompone y se utiliza para reconstruir cadenas de carbono, para liberar electrones, y por lo tanto para generar más ATP. Este ciclo es más compleja que la glicólisis, y también puede descomponer las grasas y las proteínas para obtener energía.

Tan pronto como las moléculas de azúcar libres disponibles se agotan, el ciclo de Krebs en el tejido muscular puede empezar a romper las moléculas de grasa y cadenas de proteínas para alimentar un organismo. Si bien la ruptura de las moléculas de grasa puede ser un beneficio positivo (menor peso, reducir el colesterol), si se lleva a un exceso puede causar daño al cuerpo (el cuerpo necesita un poco de grasa para la protección y procesos químicos). Por el contrario, la descomposición de las proteínas del cuerpo es a menudo una señal de hambre.

Ejercicio aeróbico y anaeróbico

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La respiración aeróbica es 19 veces más eficaz en la liberación de energía de la respiración anaeróbica porque los procesos aeróbicos extraen la mayor parte de la energía de las moléculas de glucosa en forma de ATP, mientras que los procesos anaeróbicos dejan la mayor parte de las fuentes de generación de ATP en los productos de desecho. En los seres humanos, los procesos aeróbicos entran en acción para impulsar la acción, mientras que los procesos anaeróbicos se utilizan para esfuerzos extremos y sostenidos.

Los ejercicios aeróbicos, como correr, montar en bicicleta, y saltar la cuerda, son excelentes para quemar el exceso de azúcar en el cuerpo, pero para quemar grasa, ejercicios aeróbicos deben realizarse durante 20 minutos o más, forzando al cuerpo a utilizar la respiración anaerobia. Sin embargo, las explosiones cortas de ejercicio, tales como carreras de velocidad, se basan en procesos anaeróbicos de energía porque las vías aeróbicas son más lentos. Otros ejercicios anaeróbicos, como el entrenamiento de resistencia o de levantamiento de pesas, son excelentes para aumentar la masa muscular, un proceso que requiere romper las moléculas de grasa para el almacenamiento de energía en las células más grandes y más abundantes que se encuentran en el tejido muscular.

Evolución

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La evolución de la respiración anaeróbica es anterior en gran medida la de la respiración aeróbica. Dos factores hacen que esta progresión una certeza. En primer lugar, la Tierra tenía un nivel de oxígeno mucho más bajos cuando los primeros organismos unicelulares desarrollados, con la mayoría de los nichos ecológicos casi totalmente carente de oxígeno. En segundo lugar, la respiración anaeróbica produce sólo 2 moléculas de ATP por ciclo, lo suficiente para las necesidades unicelulares, pero inadecuados para los organismos multicelulares.

La respiración aeróbica se produjo sólo cuando los niveles de oxígeno en las superficies de aire, agua, suelo y hacía lo suficientemente abundante para usarla para los procesos de oxidación-reducción. No sólo la oxidación proporciona un rendimiento mayor ATP, tanto como 36 moléculas de ATP por ciclo, sino que también puede tener lugar con una amplia gama de sustancias reductoras. Esto significaba que los organismos podrían vivir y crecer más grande y ocupar más nichos. La selección natural favorecer así los organismos que podrían utilizar la respiración aeróbica, y los que podrían hacerlo más eficiente para crecer más grande y más rápido para adaptarse a entornos nuevos y cambiantes.

Cuadros comparativos e imágenes informativas

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