Trabajos y Apuntes

El aparato respiratorio hace posible que los seres vivos capten el oxigeno que les es indispensable. Pero tal aparato no es el mismo en las plantas que en los peces o en los vertebrados superiores. ¿Por qué?

Muchos montañeros y atletas encuentran dificultades para realizar ejercicios físicos violentos a grandes altitudes. Por ejemplo, causo cierta inquietud en los medios deportivos y médicos la idea de celebrar los Juegos Olímpicos de 1968 en la ciudad de México, situada a 2.000 metros sobre el nivel del mar. A grandes altitudes el aire es tenue y el oxigeno escaso. Algunos temían que en estas condiciones, el cuerpo de los atletas llegara a carecer del oxigeno necesario durante los momentos de gran esfuerzo físico, con peligro de muerte.

El azúcar que se quema

¿Qué es lo que hace mas importante al oxigeno? ¿Por qué es indispensable a la vida? Porque el oxigeno tiene notable predilección por los electrones y puede ser reducido fácilmente a agua. Para comprender el significado de esta respuesta, hemos de saber algo sobre el modo como los organismos vivos obtienen energía de los alimentos.

La mayoría de las personas saben que la glucosa les da energía. La energía de molécula de glucosa esta encerrada en los enlaces químicos que la mantienen unida. Si quemamos glucosa en pleno aire arde completamente, convirtiéndose en anhídrido carbónico y agua y produciendo al mismo tiempo cierta cantidad de energía calorífica al romperse los enlaces. Para que la glucosa arda completamente y rinda toda su energía se requiere la presencia de oxigeno.

Calentar una sustancia es un buen método de activarla y de hacerla reaccionar químicamente. Pero es evidente que los seres vivos no pueden prender fuego a la glucosa de sus células. Lo que hacen es activar las moléculas de glucosa de modo mas sutil, insertándoles radicales fosfato. La glucosa fosforilada así esta pronta a entregar su energía. Por supuesto que esas moléculas no se pueden permitir el lujo de entregar de una vez toda su energía a una célula. Si lo hiciesen la producción de calor acabaría con ella. Una vez mas la célula tiene un adecuado mecanismo. Posee en forma de enzimas un mecanismo biológico que degrada la molécula poco a poco. La energía liberada en cada paso no es mucha y se almacena aparte en forma de ATP (adenosina trifosfato).

Varios enzimas desmenuzan las moléculas de glucosa convirtiéndolas en moléculas cada vez más pequeñas y cada vez con menos energía. Durante las fases finales de este proceso se elimina el anhídrido carbónico por medio de enzimas del tipo decarboxilasa, extrayéndose los hidrogeniones y electrones por medio de enzimas llamadas dehidrogenasas.

En los organismos vivos, electrones e hidrogeniones van pasando a lo largo de una cadena de moléculas de aceptor en la que cada uno de los eslabores sucesivos tiene mayor afinidad por los electrones que el anterior. En último término son entregados a un grupo de enzimas llamadas oxidasas, de los que el más importante y difundido es la citocromo oxidosa. El juego biológico de pasarse el electrón termina en la citocromo oxidosa, que transmite directamente los electrones a átomos de oxigeno. Los iones oxigeno así formados se combinan con los hidrogeniones (procedentes de la degradación de la glucosa), formando agua.

Estos procesos tienen lugar enteramente dentro de las células de los tejidos y por este motivo constituyen la respiración interna, así llamada para distinguirla de la respiración externa, que es el modo de obtener oxigeno del medio ambiente cuando se necesita dentro de la célula. Las reacciones que comprende la respiración interna se dividen en dos fases.

La primera comienza en la glucosa y termina en el acido pirúvico. La segunda comienza en el acido pirúvico y termina en anhídrido carbónico y agua, esta fase se llama ciclo del acido citrico o de Krebs, en honor del autor a quien se debe su descubrimiento. La glicólisis puede darse sin oxigeno, pero no el ciclo de Krebs.

Mas difícil todavía: sin oxigeno

Estamos obligados a decir que algunos organismos pueden pasarse muy bien sin el. Levaduras y bacterias, por ejemplo, obtienen energía de la glucosa degradándola por fermentación. La fermentación sigue el mismo camino que la glicólisis para producir ácido pirúvico. Luego las levaduras reducen este a alcohol etílico o, como ocurre en ciertos tipos de bacterias a acido láctico. En ninguno de los dos casos es necesario el oxigeno, pero la cantidad de energía obtenida de la glucosa por su conversión en alcohol o ácido láctico es insignificante comparada con la procedente degradación completa en anhídrido carbónico y agua.