La respiración que se produce en ausencia de oxígeno se conoce como respiración anaeróbica y es una parte fundamental de metabolismo de muchos seres vivos. Es un proceso metabólico casi exclusivo de los organismos procariotas.
¿Qué es la respiración anaeróbica?
La respiración anaeróbica es la respiración que emplea receptores de electrones distintos al oxígeno. Es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica. Este proceso no debe confundirse con la fermentación.
La respiración anaeróbica es utilizada principalmente por bacterias y arqueas que viven en ambientes desprovistos de oxígeno. Muchos organismos anaeróbicos son anaerobios obligados, lo que significa que sólo pueden respirar utilizando compuestos anaeróbicos y morirán en presencia de oxígeno.
El objetivo final de este tipo de respiración es producir ATP o moléculas de energía.
¿Cómo se produce la respiración anaeróbica?
La respiración anaeróbica es una reacción relativamente rápida y produce 2 ATP, que es mucho menos que la respiración aeróbica. La respiración anaeróbica ocurre en el citoplasma donde la glucólisis libera energía de la glucosa y la fermentación recicla NADH de nuevo a NAD +.
La glucólisis es la vía metabólica que convierte la glucosa C6H12O6, en piruvato, CH3COCOO- + H +. La energía libre liberada en este proceso se utiliza para formar las moléculas de alta energía ATP (adenosina trifosfato) y NADH (nicotinamida adenina dinucleotide reducido).
La respiración celular anaeróbica utiliza compuestos químicos altamente reducidos tales como NADH y FADH2 producidos durante la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico para establecer un gradiente electroquímico través de una membrana, resultando en un potencial eléctrico o diferencia de concentración iónica a través de la membrana. Los compuestos químicos reducidos se oxidan. Una fuerza motriz del protón conduce protones a través de la membrana resultando en la síntesis de ATP de ADP y fosfato inorgánico.
Importancia ecológica
La respiración anaeróbica es un componente crítico de los ciclos globales de nitrógeno, hierro, azufre y carbono, pues estas sustancias se emplean como aceptores de electrones y son convertidas en sustancias más reducidas.
La respiración anaeróbica se produce en muchos ambientes, incluyendo sedimentos de agua dulce y marinos, suelos, acuíferos subsuperficiales, ambientes subterráneos profundos, entre otros.
Un ejemplo de la importancia ecológica de la respiración anaeróbica es el uso de nitrato como aceptor terminal de electrones, o denitrificación disimilatoria, que es la principal vía por la cual el nitrógeno fijo es devuelto a la atmósfera como gas nitrógeno molecular.