Respiración celular: cómo las células obtienen energía paso a paso

La respiración celular es un proceso fundamental para los seres vivos, ya que permite a las células transformar la glucosa en energía utilizable, en forma de ATP (adenosín trifosfato). Esta energía es esencial para que las células puedan realizar todas sus funciones vitales, desde dividirse hasta transportar sustancias y realizar todas sus funciones vitales.

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¿Dónde ocurre la respiración celular?

La respiración celular aerobia se lleva a cabo en dos lugares clave:

• Citoplasma, donde ocurre la glucólisis.

• Mitocondria, donde se realizan el resto de las etapas: la formación del acetil coenzima A, el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones con quimiosmosis.

Por ello, la mitocondria se considera la central energética de la célula.

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Etapas de la respiración celular

Según la imagen, el proceso se puede dividir en cuatro fases principales, cada una con su ubicación específica y producción de ATP.

Imagen tomada de Solomon et al. (2013)

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1. Glucólisis

📍 Ubicación: Citoplasma
En esta primera etapa, la molécula de glucosa se divide en dos moléculas de piruvato (ácido pirúvico). No necesita oxígeno y produce una pequeña cantidad de energía.

✅ Producción neta: 2 ATP

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2. Formación del acetil coenzima A

📍 Ubicación: Matriz mitocondrial
El piruvato entra a la mitocondria, donde se transforma en una molécula intermedia llamada acetil coenzima A, necesaria para ingresar al siguiente ciclo.

🧪 Esta etapa no produce ATP, pero es clave para que continúe el proceso energético.

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3. Ciclo del ácido cítrico (también llamado ciclo de Krebs)

📍 Ubicación: Matriz mitocondrial
El acetil coenzima A ingresa a este ciclo en el que se descompone completamente, liberando CO₂ y generando electrones de alta energía, que son transportados por moléculas como NADH y FADH₂.

✅ Producción: 2 ATP
🔋 Además, se forman muchos NADH y FADH₂ para la siguiente etapa.

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4. Transporte de electrones y quimiosmosis

📍 Ubicación: Membrana interna de la mitocondria (crestas)
Aquí los electrones de alta energía son transportados a lo largo de una cadena de proteínas. El oxígeno actúa como aceptor final de los electrones, formando agua (H₂O). La energía liberada permite formar la mayor cantidad de ATP.

✅ Producción: Aproximadamente 32 ATP

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Total de energía producida

Etapa	ATP generados
Glucólisis	2 ATP
Ciclo del ácido cítrico	2 ATP
Transporte de electrones y quimiosmosis	32 ATP
Total por molécula de glucosa	36 ATP

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 ¿Qué pasa si no hay oxígeno?

En ausencia de oxígeno, las células pueden realizar fermentación, una forma menos eficiente de producir ATP, que solo utiliza la glucólisis y genera productos como el ácido láctico (en células animales) o etanol (en algunas levaduras).

Fuente: Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2013). Biología (9ª ed.). McGraw-Hill Interamericana.