Diferencia entre fermentación y respiración celular
Tema: ciencia.
La respiración celular es el proceso que degrada la glucosa con oxígeno y una cadena de transporte de electrones para obtener energía; la fermentación degrada la glucosa sin oxígeno y sin esa cadena, y produce mucha menos energía por molécula.
Ambas parten de la glucólisis, común a las dos vías, pero solo la respiración celular completa el proceso en la mitocondria hasta liberar toda la energía disponible.
Tabla comparativa: fermentación y respiración celular
| Fermentación | Respiración celular | |
|---|---|---|
| Requiere oxígeno | No. | Sí, es el aceptor final de electrones. |
| Lugar en la célula | Citoplasma, en una sola etapa. | Citoplasma (glucólisis) y mitocondria (el resto del proceso). |
| Cadena de transporte de electrones | No la usa. | Sí, es donde se produce la mayor parte de la energía. |
| ATP neto por molécula de glucosa | 2 moléculas de ATP. | Del orden de 30 a 38 moléculas de ATP, según el método de cálculo. |
| Producto final | Ácido láctico o etanol y CO2, según el tipo. | Dióxido de carbono y agua. |
| Ejemplo | Levaduras que fermentan azúcar en la elaboración del pan y del vino. | Células musculares humanas en presencia de oxígeno suficiente. |
Qué es la fermentación
La fermentación es una vía de obtención de energía que parte de la glucólisis, el proceso que rompe la glucosa en dos moléculas de piruvato en el citoplasma de la célula, y continúa sin usar oxígeno. Su función es regenerar una molécula, el NAD+, que la glucólisis necesita gastar para seguir funcionando; sin esa regeneración, la glucólisis se detendría. En la fermentación láctica, el piruvato se transforma en ácido láctico, como ocurre en las células musculares humanas cuando el aporte de oxígeno no basta para mantener la respiración celular a ese ritmo, y en bacterias empleadas para fabricar yogur. En la fermentación alcohólica, propia de levaduras, el piruvato se transforma en etanol y dióxido de carbono, un proceso aprovechado en la elaboración de pan, cerveza y vino.
El balance energético de la fermentación es bajo: solo se obtienen las 2 moléculas de ATP que ya produce la glucólisis por sí misma, porque la glucosa no se degrada por completo. Buena parte de la energía química que contenía la molécula original queda todavía almacenada en el ácido láctico o en el etanol resultante.
Qué es la respiración celular
La respiración celular es el proceso que, a partir del piruvato obtenido en la glucólisis, continúa dentro de la mitocondria con el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones, que usa el oxígeno como aceptor final de los electrones liberados. Esa cadena es la que genera la mayor parte del ATP del proceso completo, mediante un mecanismo llamado fosforilación oxidativa. Por eso la respiración celular necesita oxígeno de forma indispensable: sin él, la cadena de transporte de electrones se detiene y la célula recurre a la fermentación si necesita seguir obteniendo energía.
El balance energético de la respiración celular es mucho más alto que el de la fermentación: los libros de texto suelen citar cifras de entre 30 y 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa, una diferencia que depende del método de cálculo y del tipo de célula, pero que en cualquier caso multiplica ampliamente las 2 moléculas de ATP que produce la fermentación.
Ejemplos que muestran la diferencia
Cuando un músculo se ejercita con tanta intensidad que el oxígeno no llega a tiempo, sus células recurren a la fermentación láctica y acumulan ácido láctico.
Las levaduras usadas para hacer pan fermentan los azúcares de la masa y liberan dióxido de carbono, que hace subir la masa, sin intervenir el oxígeno del aire.
Una célula muscular en reposo, con oxígeno disponible, obtiene la mayor parte de su energía por respiración celular en las mitocondrias, no por fermentación.
Cuándo usar cada término
- Usa fermentación cuando el proceso ocurra sin oxígeno y sin cadena de transporte de electrones, con un rendimiento energético bajo.
- Usa respiración celular cuando el proceso use oxígeno y la mitocondria para completar la degradación de la glucosa con un alto rendimiento energético.
- Recuerda que ambas comparten la primera etapa, la glucólisis, así que la diferencia real empieza después, con lo que ocurre con el piruvato resultante.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la fermentación produce tan poca energía comparada con la respiración celular?
Porque en la fermentación la glucosa no se degrada por completo: la energía se detiene en el ácido láctico o en el etanol, moléculas que todavía conservan buena parte de la energía química original. La respiración celular, en cambio, degrada la glucosa hasta dióxido de carbono y agua, liberando casi toda su energía.
¿Las células humanas pueden fermentar?
Sí. Las células musculares recurren a la fermentación láctica cuando el ejercicio es tan intenso que el aporte de oxígeno no alcanza a sostener la respiración celular al ritmo necesario, lo que provoca la acumulación de ácido láctico en el músculo.
¿Qué relación tiene la glucólisis con estos dos procesos?
La glucólisis es la primera etapa, común a los dos: ocurre en el citoplasma, sin oxígeno, y transforma la glucosa en piruvato. A partir de ahí, la vía se bifurca: si hay oxígeno disponible, el piruvato entra en la mitocondria para la respiración celular; si no, la célula lo transforma mediante fermentación.