Pasos de la respiración celular
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“En cada uno de nosotros existe un proceso vivo de combustión muy similar al de una vela, y debo tratar de hacérselo ver. Porque no es meramente cierto en un sentido poético”. -Michael Faraday, Curso de seis conferencias sobre la historia química de una vela (1861)
En 1920, se le atribuyó a Haldane la observación de que la hipoxemia no sólo detiene la máquina (respiratoria), sino que también destroza la maquinaria (respiratoria). De hecho, las prioridades del soporte vital avanzado pediátrico y la reanimación cardiopulmonar son restablecer el suministro de oxígeno y sustrato a los tejidos y las células. Los cuidados críticos amplían estos principios básicos de restauración del suministro de oxígeno y sustrato para apoyar también la utilización del oxígeno y la respiración celular con el objetivo de restablecer y mantener la homeostasis bioenergética.
Las alteraciones de la respiración celular pueden contribuir a un desequilibrio bioenergético que provoque la disfunción de las células y, en última instancia, de los órganos. La disponibilidad y la utilización del oxígeno son vitales para que las células conviertan eficazmente la energía química de las moléculas de nutrientes en energía útil en forma de trifosfato de adenosina (ATP). Este proceso implica una red altamente regulada de reacciones enzimáticas, en gran parte coordinadas en las mitocondrias, que normalmente alinean estrechamente la demanda de energía con la producción de energía. En las enfermedades críticas, este delicado equilibrio homeostático puede verse alterado y se ha identificado como una posible vía final común para el fallo y la muerte de los órganos. Por ejemplo, con la mejora de los conocimientos biológicos, el concepto de shock séptico ha pasado de ser un estado definido únicamente por la disfunción cardiovascular a incluir ahora las anomalías metabólicas celulares. En consecuencia, un conocimiento práctico de la respiración celular es un principio clave de la medicina de cuidados críticos.
Organismos celulares y sus funciones
Cada jugador de un equipo de softball tiene un trabajo especial que realizar. Cada uno de los jugadores del equipo naranja de la figura \N(\PageIndex{1}\N) tiene su parte del campo interior o exterior cubierta si la pelota viene hacia él. Otros jugadores del equipo naranja cubren otras partes del campo o lanzan o atrapan la pelota. Está claro que jugar al sóftbol requiere un trabajo en equipo. El cuerpo humano es como un equipo de softball en ese sentido. Todos los sistemas de órganos del cuerpo humano deben trabajar juntos como un equipo para mantener el cuerpo vivo y en buen estado. El trabajo en equipo dentro del cuerpo comienza con la comunicación.
La comunicación entre los sistemas de órganos es vital para que trabajen juntos como un equipo. Deben ser capaces de responder unos a otros y cambiar sus respuestas según sea necesario para mantener el equilibrio del cuerpo. La comunicación entre los sistemas de órganos está controlada principalmente por el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino.
El sistema nervioso autónomo es la parte del sistema nervioso que controla las funciones involuntarias. Por ejemplo, el sistema nervioso autónomo controla el ritmo cardíaco, el flujo sanguíneo y la digestión. No tiene que decirle a su corazón que lata más rápido o que apriete conscientemente los músculos para empujar la comida a través del sistema digestivo. De hecho, ni siquiera tiene que pensar en estas funciones. El sistema nervioso autónomo organiza todas las señales necesarias para controlarlas. Envía mensajes entre partes del sistema nervioso y entre éste y otros sistemas orgánicos a través de unos mensajeros químicos llamados neurotransmisores.
Qué es la respiración
La respiración es el proceso por el que los organismos intercambian gases entre sus células corporales y el medio ambiente. Desde las bacterias procariotas y las arqueas hasta los protistas eucariotas, los hongos, las plantas y los animales, todos los organismos vivos experimentan la respiración. La respiración puede referirse a cualquiera de los tres elementos del proceso.
En primer lugar, la respiración puede referirse a la respiración externa o al proceso de respiración (inhalación y exhalación), también llamado ventilación. En segundo lugar, la respiración puede referirse a la respiración interna, que es la difusión de gases entre los fluidos corporales (sangre y líquido intersticial) y los tejidos. Por último, la respiración puede referirse a los procesos metabólicos de conversión de la energía almacenada en las moléculas biológicas en energía utilizable en forma de ATP. Este proceso puede implicar el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, como se observa en la respiración celular aeróbica, o puede no implicar el consumo de oxígeno, como en el caso de la respiración anaeróbica.
Uno de los métodos de obtención de oxígeno del medio ambiente es la respiración externa. En los organismos animales, el proceso de respiración externa se lleva a cabo de diferentes maneras. Los animales que carecen de órganos especializados para la respiración dependen de la difusión a través de las superficies de los tejidos externos para obtener oxígeno. Otros tienen órganos especializados para el intercambio de gases o tienen un sistema respiratorio completo. En organismos como los nematodos (gusanos redondos), los gases y los nutrientes se intercambian con el entorno externo por difusión a través de la superficie del cuerpo del animal. Los insectos y las arañas tienen órganos respiratorios llamados tráqueas, mientras que los peces tienen branquias como lugares de intercambio de gases.
Organismos celulares
En el proceso de fotosíntesis, las plantas y otros productores fotosintéticos crean glucosa, que almacena energía en sus enlaces químicos. A continuación, tanto las plantas como los consumidores, como los animales, se someten a una serie de vías metabólicas, denominadas colectivamente respiración celular. La respiración celular extrae la energía de los enlaces de la glucosa y la convierte en una forma que todos los seres vivos pueden utilizar.
La respiración celular es un proceso que todos los seres vivos utilizan para convertir la glucosa en energía. Los autótrofos (como las plantas) producen glucosa durante la fotosíntesis. Los heterótrofos (como los humanos) ingieren otros seres vivos para obtener glucosa. Aunque el proceso puede parecer complejo, esta página te lleva a través de los elementos clave de cada parte de la respiración celular.
La glucólisis es el primer paso en la descomposición de la glucosa para extraer energía para el metabolismo celular. Casi todos los organismos vivos llevan a cabo la glucólisis como parte de su metabolismo. El proceso no utiliza oxígeno y, por tanto, es anaeróbico (los procesos que utilizan oxígeno se denominan aeróbicos). La glucólisis tiene lugar en el citoplasma de las células procariotas y eucariotas. La glucosa entra en las células heterótrofas de dos maneras.
