Cada célula respira

La nutrición celular comprende el conjunto de procesos mediante los cuales las células intercambian materia y energía con su medio.

La energía y la materia están en constante transformación. La fórmula de la teoría de la relatividad especial de Einstein: E=mc2, indica que la materia incluso en reposo posee una cierta cantidad de energía. La energía se materializa, la materia se desintegra liberando energía.

Las partículas sólidas que han ingresado en la célula por endocitosis están formadas por moléculas cuyos átomos están unidos entre sí por enlaces químicos.

Las moléculas y los átomos constituyen la materia por medio de enlaces químicos. En éstos queda retenida la energía.

Para que la materia y la energía puedan ser aprovechadas por la célula, es necesario que ésta rompa las moléculas de menor tamaño. Este proceso se llama digestión, y se produce por acción de las enzimas contenidas en los lisosomas.

Las partes útiles de la partícula pasan al citoplasma y se incorporan a él, lo que se denomina asimilación. Las partes que no son útiles son eliminadas fuera de la célula.

Las sustancias asimiladas tienen distintos fines: la materia se usa para elaborar otras moléculas, para reponer partes destruidas de la estructura celular y para liberar energía; este último proceso se denomina respiración celular.

La respiración celular

Es el proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía.

La respiración celular es una reacción exergónica, es decir: que desprende energía, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP .

La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón o la leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía.
Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.

Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrario la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas.
En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP).

La respiración ocurre en distintas estructuras celulares.

La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma.

La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).

Los pasos son los siguientes:

1. Desde el medio externo llegan a la célula —procedentes de los alimentos— moléculas de ácidos grasos, glucosa y aminoácidos, con altos niveles de energía química.

La misma sólo puede ser aprovechada por la célula simplificando las cadenas de carbono que forman el armazón químico de las moléculas mediante la decarboxilación. La respiración aeróbica libera toda la energía contenida, la anaeróbica solo lo hace parcialmente.

2. En el citoplasma de la célula tiene lugar la glucólisis, que es la degradación de la glucosa. Cada molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico, liberando una pequeña cantidad (2 moléculas) de ATP.

3. En la matriz de la mitocondria, que es un orgánulo situado en el citoplasma de la célula, el ácido pirúvico reacciona, comenzando el ciclo de Krebs. Se produce dióxido de carbono (CO2), que sale de la célula, e hidrógeno (H), que será aprovechado por la misma.

4. En las crestas mitocondriales. Mediante la acción de un conjunto de enzimas, el hidrógeno se une al oxígeno y forma agua (H2O), que es eliminada por la célula.

5. Como resultado final se obtienen 36 moléculas de ATP, que constituyen una fuente de energía disponible para la célula en el momento necesario.

Todos los seres humanos vivimos una primera experiencia al nacer. En el momento en que se corta el cordón umbilical, por el cual el feto recibe oxígeno y nutrientes durante la gestación, nos enfrentamos a nuestra primera acción como unidad independiente, que es: respirar.

A partir de ese instante, adquirimos una individualidad, dentro de un contexto social, en el que vamos a vivir y a desarrollarnos. La respiración nos permite vivir como individuos y conectarnos con el medio.
Respirar es lo primero y lo último que hacemos como individuos.

Ampliando un poco más, la respiración consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno (O2), necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono (CO2), como subproducto del metabolismo energético y vapor de agua.

Las plantas y los animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan por la dinámica que existe entre la respiración y la fotosíntesis.

En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis de las plantas, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

Como vemos, las plantas y los seres humanos no estamos separados, nuestra existencia está ligada estrechamente. Esto es para considerar. La respiración nos conecta con todo lo que nos rodea.

La respiración no está limitada solamente a los pulmones. Todo el organismo respira a través de los pulmones. Se encargan de capturar el oxígeno y de expulsar el anhídrido carbónico, pero es todo el organismo el que respira. Cada una de los miles de millones de células que lo forman, consumen oxígeno incansablemente para liberar de los azúcares, como vimos en la glucólisis, la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

Por eso es válido pensar que podemos respirar por cualquier parte del cuerpo. El pensamiento y la respiración están unidos. Cuando la mente acompaña a la respiración, esta se llena de energía y a su vez la mente gana en calma y concentración.
Pero este es tema de otro post.