¿Qué seres tienen respiración anaeróbica?
Respiración
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidación-reducción de hidrato de carbono y otros compuestos en el cual el receptor terminal de electrones es una molécula, generalmente inorgánica, diferente del oxígeno. Este tipo de respiración la realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias. Respiración aeróbica
La respiración aeróbica es un tipo de respiración celular, es el metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, oxidando el carbono con oxígeno (el O2 es el aceptor final de electrones). En otras variantes de la respiración, el oxidante es distinto del oxígeno (respiración anaeróbica). Organismo anaerobio
Los organismos anaerobios o anaeróbicos son aquellos que no utilizan oxígeno (O) en su metabolismo. En general, hay dos tipos de organismos anaerobios, por un lado, están los que utilizan la respiración anaerobia, es decir, los que usan una cadena de transporte de electrones en su metabolismo, y por otro lado, los fermentativos que dependen de la fermentación para la obtención de energía. Organismo anaerobio
Algunos microorganismos realizan un proceso metabólico conocido como respiración anaeróbica que, a pesar de no utilizar oxígeno, es completamente diferente de las fermentaciones. En la respiración anaeróbica existe una cadena de transporte de electrones análoga a la de la respiración aeróbica, pero el aceptor final de electrones no es el oxígeno sino otra molécula, generalmente inorgánica, como: ', ' o . Respiración anaerobia
La respiración anaerobia (o anaeróbica) es un proceso biológico llevado a cabo por los microorganismos anaerobios, que consiste en la oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente una molécula orgánica. Se produce a través de una cadena transportadora de electrones análoga a la de la mitocondria en la respiración aeróbica. Prokaryota
La respiración anaerobia es diversa y arcaica, en lugar del oxígeno usa generalmente como aceptor una sustancia inorgánica como nitrato, azufre, sulfato, tiosulfato, CO, Fe, Mn, seleniato, arseniato, y rara vez una sustancia orgánica como fumarato, DMSO, TMAO o clorobenzoato. Según su respiración los procariontes pueden ser:Los organismos heterótrofos tienen generalmente metabolismo aerobio (que respiran oxígeno); y como la oxidación de la glucosa y otras sustancias libera mucha más energía que su utilización anaerobia, los seres aerobios pronto se convirtieron en los organismos dominantes en la Tierra por la mayor energía que se obtiene con este tipo de respiración. Respiración anaerobia
No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno. Respiración
En la respiración anaeróbica, por lo tanto, no se usa oxígeno y para realizar la misma función hace falta otra sustancia oxidante, como uno sulfato o uno nitrato.
Respiración aeróbica
Son las últimas etapas de la respiración aeróbica o anaeróbica y tienen dos finalidades básicas: Loricifera
Recientemente se han encontrado en el mar mediterráneo, a más de 3000 metros de profundidad, tres nuevas especies ("Spinoloricus cinzia", "Rugiloricus" y "Pliciloricus") que viven en un ambiente de anaerobiosis. Se trata de los primeros casos de metazoos que pueden vivir permanentemente sin oxígeno; se ha visto que no tienen mitocondrias, sino otro tipo de orgánulos. Animales acuáticos
Se refiere a un animal que puede desarrollarse bajo el agua, los mamíferos acuáticos son una de las especies más raras de los animales acuáticos. Hay tipos de animales terrestres y acuáticos, entre ellos pingüinos, unos de los más interesantes ya que son aves que no pueden volar por su cuerpo pesado y alas, las cuales son rígidas y no flexibles. Como los demás animales voladores, existen aves que igual están adaptadas a la vida del agua, una de esas aves es el pájaro bobo el cual encuentra su comida zambulléndose en el agua. Se deben distinguir entre los animales que pueden aprovechar la respiración del oxígeno disuelto en el agua y los que necesitan respirar el oxígeno del aire. Los animales acuáticos están distribuidos por toda la escala zoológica siendo casi exclusivamente acuáticos, los de grupos inferiores (protozoos), así como los espongiarios, los pólipos y los equinodermos, gran número de gusanos, la mayor parte de los moluscos y todos los braquiados y tunicados. De los artrópodos que viven en el agua, se encuentran casi todos los crustáceos, raramente los arácnidos y los insectos acuáticos, los zancudos. Respiración y circulación sanguínea de los mamíferos
Los animales que habitan sobre la superficie recurren al incremento del ritmo respiratorio cuando la concentración de CO aumenta en la atmósfera, pero en los animales que viven bajo tierra, el ritmo parece ser más lento de lo normal. Estudios realizados en ratas-topo, dan como resultado altas concentraciones de bicarbonatos en orina, por lo que se piensa que ésta puede ser una vía de eliminación del CO respirado, aunque para ello tendría que ser vehiculado en sangre sin que se conozcan bien los mecanismos que evitan la asfixia. Fuente hidrotermal
El ecosistema existente es dependiente de los respiraderos hidrotermales como la fuente primaria de energía, que difiere de la vida de la mayoría de la superficie de la Tierra que se basa en la energía solar. También, algunos de los organismos de estos ecosistemas, en realidad, sí dependen de oxígeno producido por los organismos fotosintéticos. Otras formas de vida más simples son anaerobias. Clasificación nutricional básica
Debe notarse que lo términos respiración aerobia, respiración anaerobia y fermentación no se refieren a la clasificación nutricional básica, sino que simplemente reflejan el diferente uso de los posibles receptores de electrones en el metabolismo energético de los organismos quimiotrofos, tales como O (respiración aerobia), NO, SO o fumarato (respiración anaerobia), o los intermediarios metabólicos intrínsecos (fermentación). Puesto que todos los pasos de generación de ATP en la fermentación implican modificaciones de los intermediarios metabólicos en vez de una cadena de transporte de electrones es menudo denominada como fosforilación a nivel de substrato. Respiración cutánea
Los animales que respiran por la piel o por tegumento viven en el medio acuático o en lugares muy húmedos, ya que solo en estos ambientes es eficaz. Poseen este tipo de respiración las lombrices de tierra; medusas y anémonas; los sapos y las ranas. Respiración (fisiología)
Hay dos tipos principales de la respiración entre los animales:En los vertebrados terrestres y pulmonados, la respiración tienen lugar en órganos llamados pulmones, más particularmente en los alvéolos pulmonares, cuyas paredes están altamente irrigadas por vasos sanguíneos. Es entre la sangre y el aire en los pulmones que tiene lugar el intercambio de gases en un proceso llamado hematosis pulmonar. La entrada y salida de aire - con composición diferente debido al intercambio - es causada por movimientos (típicamente involuntarios) de los músculos del tórax. Plantae
Del mismo modo que cualquier otro organismo eucariota, las plantas poseen respiración aeróbica, con consumo de O y expulsión de CO. Es especialmente importante durante la noche, ante la falta de energía proveniente del Sol. Es un proceso vital, pero inverso a la fotosíntesis. Se produce principalmente en las mitocondrias, metabolizando sustancias como glucosa y fructosa, y produciendo energía. La planta respira a través de raíces y hojas, y ante la falta de oxígeno puede recurrir a la fermentación para obtener energía necesaria para su subsistencia. En ciertos casos, se puede producir la fotorrespiración (respiración durante el día). Oxígeno
El dioxígeno molecular es esencial para la respiración celular en todos los organismos aerobios, ya que las mitocondrias lo usan para ayudar a generar adenosín trifosfato durante la fosforilación oxidativa. La reacción para la respiración aerobia es básicamente lo contrario que la fotosíntesis y se simplifica de la siguiente forma: Respiración (fisiología)
En los animales con pulmones, la respiración fisiológica implica ciclos respiratorios de respiraciones inhaladas y exhaladas. La inhalación suele ser un movimiento activo. La contracción del diafragma provoca una variación de presión, que es igual a las presiones causadas por los componentes elásticos, resistivos e inerciales del sistema respiratorio. En contraste, la exhalación suele ser un proceso pasivo. Inhalar, lleva aire a los pulmones, donde se produce el proceso de intercambio gaseoso entre el aire en los alvéolos y la sangre en los capilares pulmonares. Respiración
No se tiene que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la cual no hay en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno. Capacidad anaeróbica
Se define como la capacidad del organismo para utilizar de forma eficiente el ATP "Adenosin Tri-Fosfato" contenido en las células musculares en forma de reserva energética al realizar actividades físicas de corta duración y de alta intensidad (ejercicio anaeróbico). En presencia de poco oxígeno debido al fuerte esfuerzo, produciendo energía anaeróbica, esto es, a través de transformaciones químicas utilizando ATP y fosfocreatina (CE) durante los primeros 10 segundos del ejercicio (anaeróbico aláctico), y glucógeno durante los 50 segundos restantes (anaeróbico láctico o total). Respiración
Las esponjas y las medusas no tienen órganos especializados para el intercambio de gases y pueden tomar directamente los gases del agua que los rodea. Los platelmintos no tienen aparato circulatorio ni respiratorio; el oxígeno que necesitan para su metabolismo se difunde a través de los tegumentos del animal que son muy delgados. Organismo aerobio
Se denominan organismos aerobios o aeróbicos a los organismos que pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno diatómico. El concepto se aplica no solo a organismos sino también a los procesos implicados ("metabolismo aerobio") y a los ambientes donde se llevan a cabo. Un "ambiente aerobio" es aquel rico en oxígeno, a diferencia del anaerobio, donde el oxígeno está ausente, o uno microaerófilo, donde el oxígeno se encuentra en muy bajos niveles. Organotrofo
Un organotrofo es un organismo que obtiene hidrógeno o electrones de sustratos orgánicos. Este término se utiliza en microbiología para clasificar y describir los organismos sobre la base de cómo se obtienen los electrones en sus procesos de respiración. Algunos organotrofos como los animales y muchas bacterias son también heterótrofos. Los organotrofos pueden ser anaerobios o aerobios. Los organismos que no son organotrofos obtienen hidrógeno o electrones a partir de sustratos inorgánicos y se denominan litótrofos. Ureotélico
Los ureotélicos son aquellos animales que excretan urea como principal catabolito nitrogenado, es decir, que excretan el exceso de nitrógeno en forma de urea. Son ureotélicos los peces elasmobranquios, los anfibios, los reptiles quelonios y todos los mamíferos (con excepción del dálmata, el cual es uricotélico). Digestión anaeróbica
Muchos microorganismos afectan la digestión anaerobia, incluyendo las bacterias que forman ácido acético y los archaea que forman metano. Estos organismos producen ciertos procesos químicos al convertir la biomasa a biogás. Dioxígeno
El dioxígeno molecular es esencial para la respiración celular en todos los organismos aerobios, ya que las mitocondrias lo usan para ayudar a generar adenosín trifosfato durante la fosforilación oxidativa. La reacción para la respiración aerobia es básicamente lo contrario que la fotosíntesis y se simplifica de la siguiente forma: Respiración del suelo
La respiración del suelo se refiere a la producción de dióxido de carbono cuando los organismos del suelo respiran. Esto incluye la respiración de las raíces de las plantas, la rizosfera, los microbios y la fauna. Cualquier respiración que ocurra bajo tierra se considera respiración del suelo.  leo La respiración del suelo es un proceso clave del ecosistema y juega un papel importante en el ciclo global del carbono, así como en otros ciclos de nutrientes. La respiración del suelo libera carbono del suelo en forma de CO, así como otros nutrientes como el nitrógeno. El CO se adquiere de la atmósfera y se convierte en compuestos orgánicos en el proceso de fotosíntesis. Las plantas usan estos compuestos orgánicos para construir componentes estructurales o respirarlos para liberar energía. Cuando la respiración de la planta ocurre bajo el suelo en las raíces, se agrega a la respiración del suelo. Con el tiempo, los componentes estructurales de la planta son consumidos por los heterótrofos. Este consumo heterotrófico libera CO y cuando este CO se libera por organismos por debajo del suelo, se considera como parte de la respiración del suelo. Biorreactor
A continuación algunos de los posibles sistemas de cultivo que se pueden realizar y el tipo de biorreactor asociado a cada uno:Los microorganismos de metabolismo anaeróbico son los más simples de todos, tan solo necesitan de un medio de cultivo adecuado, agitación vigorosa y cierta cantidad de CO (dióxido de carbono) disuelto (COD) para crecer y multiplicarse.Los microorganismos facultativos toleran la presencia de oxígeno en bajas concentraciones y además de un sustrato adecuado, solo requieren agitación moderada y un medio de cultivo para crecer y desarrollarse.Los microorganismos aeróbicos necesariamente requieren la presencia de oxígeno (aire) disuelto (OD) para sobrevivir; además, agitación moderada y un medio de cultivo rico en nutrientes para poder crecer y desarrollarse.Los cultivos celulares se diferencian de los bacterianos (microbios) en que no son microorganismos procariota, son eucariotas. Son microorganismos aeróbicos o facultativos pertenecientes al Reino Fungi (hongos y levaduras), generalmente llamados micóticos, requieren de la presencia de CO disuelto en el medio como sustrato limitante de la velocidad de reacción y generan estructuras reproductivas muy particulares.El cultivo de microorganismos celulares (no bacterianos) aeróbicos estrictos requiere la presencia de oxígeno disuelto en el medio de cultivo para el metabolismo celular; así como una adecuada agitación.Las células vegetales pueden ser cultivadas en suspensiones celulares: pequeños agregados celulares que se suspenden en el medio de cultivo mediante agitación. Dado que las células vegetales respiran, el diseño del biorreactor debe incorporar una línea de aireación (aire) para suministrar oxígeno disuelto (OD) al medio de cultivo. El diseño debe contar con agitación vigorosa, pues los agregados celulares vegetales tienden a agruparse (clusters) y de alcanzar gran tamaño y peso, precipitarían. Por eso, la operación de este tipo de biorreactores debe ser en régimen turbulento (Re≥3000). Los biorreactores para células vegetales en suspensión generalmente son diseñados con un mecanismo de levantamiento por aire “air lift” que combina una agitación vigorosa (turbulenta) con una adecuada aireación (oxígeno disuelto) del medio de cultivo.Los protoplastos son células vegetales desprovistas de su pared celular, esto se logra utilizando enzimas proteolíticas (proteasas y lipasas) que degradan la pared celular. Actualmente, el cultivo de protoplastos no es muy común, pero de realizarse, requiere de una cama de aire (burbujas muy finas) que opere en régimen laminar (Re≤2300), para evitar que los esfuerzos cortantes (esquileo) e hidrodinámicos (agitación) generados en el medio de cultivo dañen (lisis celular) las células en suspensión (tamaño de Kolmogorov de los Eddies). También es indispensable que el medio de cultivo contenga las proteasas y lipasas necesarias para evitar la regeneración de la pared celular.Los cultivos de células animales requieren de proximidad mutua y de un soporte sólido (anclaje) para interactuar (comunicación célula-célula) y poder metabolizar (producir); esto por cuanto, las células animales, por lo general, no son independientes y deben estar unidas a un sistema (p.ej; hepático) para funcionar adecuadamente. Para suministrar esa proximidad y el soporte necesario, los diseños de biorreactores para células animales deben aumentar la densidad celular (concentrar) de las células en cultivo. Una forma de hacerlo es incorporar un lecho fluidizado formado por cantidad de microesferas acarreadoras hechas de material cerámico poroso inerte que, por su tamaño (micrométrico) forman una interfase con el medio de cultivo (fluido) que permite la transferencia de masa (nutrientes y OD), energía (calor) y momentun (agitación) entre el medio de cultivo y las células en cultivo; lo que es llamado lecho fluidizado. Los cultivos celulares animales, por la delicada naturaleza de las membranas plasmáticas requieren además de oxígeno disuelto (OD) en el medio de cultivo (tamaño de Kolmogorov de los Eddies) y de un régimen de agitación laminar (Re≤2300).La inmovilización celular es otra forma de lograr proximidad celular y aumentar la densidad celular y la concentración de metabolitos dentro de las células. La inmovilización es un método mucho más eficiente y logra rendimientos muy superiores a los del lecho fluidizado. Pero, los fenómenos de transferencia (masa, momentun y energía) se ven muy limitados por la inmovilidad. Esto es especialmente crítico en cultivos de células de mamífero por cuanto ya célula no recibe la nutrición adecuada. Homeostasis
En condiciones hiperbáricas (buceo, submarinos), las presiones parciales de los gases respiratorios en el aire inspirado aumentan considerablemente. Demasiado poco dióxido de carbono y, en menor medida, demasiado oxígeno en la sangre pueden detener temporalmente la respiración, una condición conocida como apnea, que los buceadores utilizan para prolongar el tiempo que pueden permanecer bajo el agua. Ecología
La respiración celular es el proceso mediante el cual los organismos (como los mamíferos) rompen de glucosa hacia abajo en sus mandantes, el agua y el dióxido de carbono, por lo tanto, recuperar la energía almacenada originalmente dio el sol a las plantas. La proporción de la actividad fotosintética de las plantas y otros fotosintetizadores a la respiración de otros organismos determina la composición de la atmósfera de la Tierra, en particular su nivel de oxígeno. Las corrientes de aire globales unen la atmósfera manteniendo casi el mismo equilibrio de los elementos en áreas de intensa actividad biológica y las áreas de la actividad biológica ligera. Fermentación
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no intervienen las mitocondrias ni la cadena respiratoria. El proceso de fermentación es característico de algunos microorganismos: algunas bacterias y levaduras. También se produce en la mayoría de las células de los animales (incluido el ser humano), excepto en las neuronas, que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular. Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular. Pulmones
Los «pulmones» de los invertebrados no son homólogos de los pulmones de los vertebrados, puesto que están formados por la invaginación del ectodermo. Como ejemplo puede citarse los quelicerados (araña de mar, escorpión marino), y los gasterópodos pulmonados (caracol) donde es la cavidad paleal la que juega el rol de pulmón, comunicando con el exterior por un pequeño orificio llamado pneumostoma. De manera general, los pulmones permiten la respiración en un medio aéreo, evitando la deshidratación. Respiración anaerobia
La utilización de sulfato como aceptor de electrones es una habilidad rara, restringida al género "Desulfovibrio" y algunas especies de "Clostridium". Todas estas bacterias son anaeróbicas estrictas, de modo que la reducción del sulfato no es una alternativa de su metabolismo, como lo es la reducción del nitrato. La reacción es la siguiente: Respiración
La respiración es un proceso de vida esencial en las plantas. Es necesario para la síntesis de metabolitos esenciales incluyendo carbohidratos, aminoácidos y ácidos grasos, así como para el transporte de minerales y otros solutos entre las células. Consume un entre 25 y 75% de todos los carbohidratos producidos en la fotosíntesis. Ácido
El equilibrio ácido-base juega un rol crítico en la regulación de la respiración de los mamíferos. El gas oxígeno (O) lleva a cabo la respiración celular, proceso por el cual los animales liberan la energía potencial química almacenada en los alimentos, produciendo dióxido de carbono (CO) como producto. El oxígeno y el dióxido de carbono son intercambiados en los pulmones, y el cuerpo responde a las demandas energéticas variables ajustando la velocidad de ventilación pulmonar. Por ejemplo, durante períodos de ejercitación, el cuerpo rompe rápidamente los carbohidrato almacenados, liberando CO al torrente sanguíneo. En soluciones acuosas como la sangre, el CO existe en equilibrio con ácido carbónico y el anión bicarbonato. Es la disminución en el pH la señal que lleva al cerebro a respirar más rápidamente y profundo, liberando el exceso de CO y resuministrando a las células con O. Las membranas celulares son generalmente impermeables a las moléculas polares, cargadas o grandes, debido a las cadenas grasas acílicas lipofílicas contenidas en su interior. Muchas moléculas biológicamente importantes, incluyendo un gran número de agentes farmacéuticos, son ácidos orgánicos débiles que pueden crusar la membrana en su forma protonada, en la forma sin carga, pero no pueden hacerlo en su forma cargada (como base conjugada). Por esta razón, la actividad de muchas drogas puede ser aumentada o disminuida por el uso de antiácidos o alimentos ácidos. Sin embargo, la forma cargada suele ser más soluble en la sangre y el citosol, ambos medios acuosos. Cuando el medio extracelular es más ácido que el pH neutro dentro de la célula, ciertos ácidos existirán en su forma neutra y serán solubles en la membrana, permitiéndoles cruzar la bicapa lipídica. Los ácidos que pierden un protón a pH intracelular existirán en su forma cargada, soluble, por lo que son capaces de difundirse a través del citosol a su objetivo. El ibuprofeno, la aspirina y la penicilina son ejemplos de drogas que son ácidos débiles. Organismo facultativo
Los organismos o microorganismos facultativos son aquellos seres, generalmente bacterias, que pueden desarrollarse tanto en presencia como en ausencia de oxígeno, por lo que también se les llama anaerobios facultativos y a veces aerobios facultativos. Por lo general, pueden desarrollar un metabolismo respiratorio, usando el oxígeno presente; o fermentativo, en ausencia de oxígeno. Las bacterias anaerobias facultativas pueden obtener energía en ausencia de oxígeno, pero el oxígeno no les es tóxico. Anabantoidei
La principal peculiaridad anatómica de los laberíntidos es el "laberinto", órgano respiratorio accesorio consistente en un retículo de laminillas altamente vascularizadas que se halla bajo el opérculo. Gracias a esta estructura anatómica, los laberíntidos pueden respirar oxígeno atmosférico y vivir en aguas estancadas prácticamente anóxicas: el pez asoma a la superficie, traga aire y lo mantiene como una burbuja en la cavidad branquial; una vez agotado el oxígeno de la burbuja, la misma es liberada a través del opérculo para liberar el dióxido de carbono contenido en ella. El desarrollo del "laberinto" es variable: en algunos tipos de aguas con muy poco oxígeno, el "laberinto" se desarrolla a expensas de las branquias, que son casi rudimentarias, a tal punto que el pez puede morir si se le impide tomar aire; en otras especies (ej. "Ctenopoma") el "laberinto" está menos desarrollado. Respiración celular
La respiración celular o respiración interna es un conjunto de reacciones bioquímicas las cuales son determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que proporciona energía aprovechable para la célula (principalmente en forma de ATP).Este proceso celular es realizado por el orgánulo mitocondrial. Sistema de control de la respiración
El sistema nervioso central ajusta de manera automática, sin intervención de la voluntad, la frecuencia y el ritmo respiratorio. Ello es posible gracias a los centros nerviosos respiratorios que se encuentran localizados en el bulbo raquídeo y en la protuberancia del tronco del encéfalo. La arteria aorta y las arterias carótidas disponen de minúsculos sensores llamados quimiorreceptores que analizan la sangre y verifican los niveles de oxígeno y CO en la misma. La concentración elevada de CO en sangre es el estímulo más fuerte para que la respiración sea más profunda y aumente su frecuencia. Por el contrario cuando disminuye la concentración de CO en sangre, los centros respiratorios emiten órdenes que aminoran la frecuencia y profundidad de la respiración. Aunque los movimientos de inspiración y espiración pueden controlarse voluntariamente, la mayor parte del tiempo se regulan de manera automática gracias al centro respiratorio que está ubicado en el bulbo raquídeo del cerebro. Cuando se realiza un esfuerzo físico importante, la frecuencia respiratoria aumenta inmediatamente de forma involuntaria. En reposo, un adulto respira 15 veces por minuto, mientras que situaciones de ejercicio intenso puede llegar a 60 respiraciones por minuto. El sistema de control de la respiración precisa de tres elementos básicos: sensores, controladores y efectores. Los sensores principales son quimiorreceptores centrales o periféricos (cuerpo carotídeo), los controladores son los centros respiratorios del encéfalo y los efectores corresponden a los músculos respiratorios, sobre todo el diafragma. Respiración del suelo
La fermentación es otro proceso en el que las células obtienen energía de los compuestos orgánicos. En esta ruta metabólica, la energía se deriva del compuesto de carbono sin el uso de oxígeno. Los productos de esta reacción son dióxido de carbono y generalmente alcohol etílico o ácido láctico. Debido a la falta de oxígeno, esta vía se describe como respiración anaeróbica. Esta es una fuente importante de CO en la respiración del suelo en ecosistemas anegados donde el oxígeno es escaso, como en las turberas y humedales. Sin embargo, la mayor parte del CO liberado del suelo ocurre a través de la respiración y uno de los aspectos más importantes de la respiración subterránea ocurre en las raíces de las plantas. Digestión anaeróbica
La digestión anaerobia es el proceso en el cual microorganismos descomponen material biodegradable en ausencia de oxígeno. Este proceso genera diversos gases, entre los cuales el dióxido de carbono y el metano son los más abundantes (dependiendo del material degradado). En biodigestores se aprovecha esta liberación de gases para luego ser usados como combustible. La intensidad y duración del proceso anaeróbico varían dependiendo de diversos factores, entre los que se destacan la temperatura y el pH del material biodegradado. La digestión anaeróbica (DA) es un proceso complejo que puede ser resumido en cuatro etapas, Respiración y circulación sanguínea de los mamíferos
Y no sólo poseen mecanismos para incrementar la efectividad de los procesos respiratorios, sino que reducen considerablemente el gasto de oxígeno mediante la ralentización de procesos fisiológicos que no son esenciales durante la inmersión. Un ejemplo es la drástica reducción del ritmo cardiaco desde 85 a 12 latidos por minuto del elefante marino septentrional ("Mirounga angustirostris") mientras bucea en busca de su alimento. Para evitar que el nitrógeno disuelto en el aire respirado se disuelva en la sangre cuando la presión es alta, evitando así la formación de burbujas en el torrente sanguíneo que podrían dar lugar a procesos embólicos, los cetáceos poseen una caja torácica flexible que por acción de la presión del agua cuando se sumergen, comprime los pulmones, desplazando el aire hacia el centro de los mismos, donde el intercambio gaseoso es prácticamente nulo, de tal manera que la cantidad de nitrógeno que pasa a la sangre es mínima. Aerobio estricto
Un aerobio estricto es un organismo que requiere de oxígeno para su crecimiento. A través de la respiración celular, aquellos organismos usan el oxígeno para metabolizar sustancias como azúcares y grasas para producir energía. En este proceso, el oxígeno sirve como aceptor terminal de electrones en la cadena de transporte. La respiración aeróbica presenta la ventaja de producir más energía en forma de ATP que la fermentación o la respiración anaeróbica, pero los obliga a soportar niveles más altos de estrés oxidativo. Entre los organismos, casi todos los animales, la mayoría de los hongos y varias bacterias son aerobios estrictos. Entre los ejemplos de bacterias aerobias estrictas se encuentran Mycobacterium tuberculosis (acid-fast), "Pseudomonas aeruginosa" (Gram-negativa), "Bacillus" (Gram-positiva), y "Nocardia asteroides" (Gram-positiva). [Con la excepción de las levaduras, la mayoría de los hongos son aerobios esrictos y casi todas las algas son aerobios estrictos. Agua metabólica
Algunos organismos, especialmente los xerocoles, animales que viven en el desierto, dependen exclusivamente del agua metabólica. Las aves migratorias deben depender exclusivamente de la producción metabólica de agua mientras realizan vuelos sin escalas. Los seres humanos, por el contrario, obtienen solo alrededor del 8-10% de sus necesidades de agua a través de la producción metabólica de agua. Respiración acuática
Respiración acuática también llamada respiración branquial, es la acción hecha por los animales acuáticos como medio para absorber el oxígeno (O) disuelto que hay en el agua (HO). Estas son absorbidas por pequeñas ranuras superpuestas, mayormente localizadas en los extremos derecho e izquierdo, detrás de los ojos de los animales, llamadas branquias. Respiración aeróbica
En eucariontes, el oxígeno atraviesa la membrana plasmática y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen átomos de hidrógeno) formando agua. En esa oxidación final y en procesos anteriores se obtiene la energía necesaria para la fosforilación del ATP. Aparato respiratorio
Los reptiles presentan respiración pulmonar. La piel es gruesa y dura por lo que salvo excepciones no tienen respiración cutánea como en los anfibios. Los reptiles de vida acuática deben salir periódicamente a la superficie para captar el oxígeno atmosférico. Algunas tortugas marinas han desarrollado una sorprendente adaptación a la vida acuática, de tal forma que son capaces de permanecer activas durante 30 minutos bajo el agua sin salir a la superficie para respirar. Se cree que ello es posible gracias a varias adaptaciones fisiológicas, entre ellas el bajo ritmo cardiaco y la capacidad del cerebro para funcionar con concentraciones de oxígeno reducidas. Respiración holotrópica
La investigación científica sobre la respiración holotrópica es escasa y vinculada al campo de la psicología:La respiración holotrópica está contraindicada para ciertas condiciones físicas, como el embarazo, la epilepsia, la hipertensión, las enfermedades cardíacas y los accidentes cerebrovasculares, y puede no ser adecuada para las personas con antecedentes de psicosis o trastornos graves de la personalidad, ya que la rápida aparición de material reprimido puede abrumar fácilmente tales personas. Además, hay una base de datos muy debatida que sugiere que incluso una hiperventilación leve puede provocar un ataque de pánico en ciertos subconjuntos de pacientes con trastorno de pánico. Respiración anaerobia
Un pequeño grupo de procariotas anaeróbicas estrictas, las arqueas productoras de metano, utilizan dióxido de carbono como aceptor de electrones; la reducción da lugar a metano (CH). El caso más simple es la oxidación de hidrógeno molecular, reacción productora de energía: Respiración cutánea
Los anfibios, cuando se encuentran en estado larvario, respiran en el interior del agua a través de branquias; cuando sufren su metamorfosis para entrar en la edad adulta, pierden esas branquias y desarrollan unos pulmones para poder respirar en tierra. Poseen una epidermis muy fina y una dermis bien vascularizada para poder transportar el oxígeno a todo el cuerpo a través de la sangre. Aparato respiratorio
Las aves cuentan con pulmones, pero su aparato respiratorio dispone de unos órganos especiales que no existen en los mamíferos, los sacos aéreos. La mayor parte de las aves tienen 8 sacos aéreos, uno cervical, uno clavicular, dos torácicos craneales, dos torácicos caudales y dos abdominales. Actúan como fondos de saco donde se acumula el aire, de tal forma que este circula por los bronquios en ambas direcciones sin que se produzca acumulación de aire residual en ningún espacio del pulmón. Otra característica específica del aparato respiratorio de las aves es el órgano fonador que recibe el nombre de siringe y se sitúa en la base de la tráquea. El sistema respiratorio de los mamíferos es pulmonar y comparte características muy similares en todas las especies incluyendo el hombre. Existe un sistema de conductos que transportan el aire, pero no intervienen en el intercambio de gases que se produce en los alveolos pulmonares situados al final de las vías respiratorias. Los alveolos forman una gran superficie para el intercambio de gases en la que existe una separación muy pequeña entre la sangre y el aire. La inspiración tiene lugar gracias a la contracción del diafragma y los músculos intercostales que amplían el tamaño del tórax y producen una presión negativa que actúa como mecanismo de succión, la espiración es pasiva. Durante el ejercicio se producen inspiraciones y espiraciones forzadas que aumentan el volumen de ventilación considerablemente. Las paredes de los alveolos cuentan con una sustancia denominada surfactante pulmonar compuesta por fosfolípidos que reduce la tensión superficial evitando el colapso alveolar. Respiración celular
Se produce en la mitocondria. La respiración celular, como componente del metabolismo, es un proceso catabólico, en el cual la energía contenida en los sustratos usados como combustible es liberada de manera controlada. Durante la misma, buena parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas es incorporada a la molécula de ATP (o de nucleótidos trifosfato equivalentes), que puede ser a continuación utilizada en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo celular (anabolismo). Biorreactor
Los sistemas biológicos que determinan el metabolismo celular de cultivo y el modo procesal-biológico del sistema son:Bacterias en su gran mayoría, son microorganismos de metabolismo degradativo (catabólico); generalmente unicelulares, estos microorganismos son autónomos y nutricionalmente independientes (autótrofos); sus células (cuerpos) no respiran (no utilizan la glucólisis para la respiración celular), en cambio, utilizan vías alternas, donde una molécula orgánica, producida durante el proceso metabólico (catabolismo), es utilizada como aceptor de electrones, en un proceso bioquímico conocido como respiración oxidativa; esta molécula es reducida a producto orgánico en un proceso comúnmente denominado fermentación.Son ambivalentes, tienen la capacidad de vivir o sobrevivir entre ambientes: aeróbico (presencia de oxígeno) y anaeróbico (ausencia de oxígeno); son microorganismos de metabolismo mixto por lo que, pueden tanto degradar (catabolismo) como construir (anabolismo) materia orgánica, a partir de diferentes sustratos (materia prima), tanto orgánicos como inorgánicos. Pese a su versatilidad, sus mayores representantes son microorganismos que presentan relaciones parásitas o simbiontes tales como: hongos y levaduras, por lo que no son muy extensos.Pertenecen en su mayoría al Reino Eucariota – pero también los hay procariota – son microorganismos y células que respiran (utilizan la glucólisis como forma de respiración celular); por lo que su metabolismo es constructivo (anabólico) y deben obtener sus nutrientes de diferentes fuentes. Sus principales grupos están representados por: bacterias y microorganismos aeróbicos, plantas y animales; cuyas células se puedan cultivar en suspensiones celulares o bien, en diferentes arreglos artificiales o modificadas. Ejercicio anaeróbico
El ejercicio anaeróbico es una actividad breve y de gran intensidad donde el metabolismo se desarrolla exclusivamente en los músculos y sus reservas de energía, sin usar el oxígeno de la respiración. Son ejemplos de ejercicio anaeróbico: el levantamiento de pesas, ejercicios abdominales; cualquier ejercicio que consista de un esfuerzo breve es un ejercicio anaeróbico. El ejercicio anaeróbico es típicamente usado por atletas de deportes de poca resistencia para adquirir potencia, y por culturistas para ganar masa muscular. Los músculos que son entrenados bajo el ejercicio anaeróbico se desarrollan de manera diferente a nivel biológico, adquiriendo más rendimiento en actividades de corta duración y gran intensidad. No obstante, es importante tener en cuenta que este tipo de ejercicios debe ser de corta duración, de manera que, si se quiere alargar en el tiempo, se debe intercalar pequeños descansos. Respiración (fisiología)
Entre las "plantas" (según la taxonomía Linnaeus, incluyendo algas y hongos), sólo las plantas vasculares tienen una verdadera "vías respiratorias" formada por los estomas, pequeños agujeros en la piel que permite que el aire en los tejidos donde se mantiene la respiración celular y la fotosíntesis. Los grupos restantes de plantas respiran por difusión gaseosa - ya sea atmosférica o disuelto en el agua - por difusión superficial. Thermoplasma
Thermoplasma es un género de microorganismos del dominio Archaea. Pertenece a la clase Thermoplasmata, que prospera en ambientes ácidos y de alta temperatura. "Thermoplasma" es un anaerobio facultativo que respira azufre y carbono orgánico. No tiene pared celular, pero en vez de ello dispone de una membrana única compuesta principalmente de un lipoglicano tetra-éter que contiene un lípido tetra-éter unido a un oligosacárido que contiene glucosa y manosa. Este lipoglicano es presumiblemente responsable de la estabilidad ácida y térmica de la membrana de "Thermoplasma". Metabolismo microbiano
En los organismos aerobios el oxígeno es el receptor final de los electrones durante la respiración. Esto es muy eficiente pues el oxígeno tiene un potencial muy bajo de reducción. Los organismos anaerobios utilizan receptores de electrones que tienen un potencial más alto de reducción que el oxígeno, lo que significa que la respiración es menos eficiente y conduce generalmente a tasas de crecimiento más lentas que en los aerobios. Muchos anaerobios facultativos pueden utilizar tanto oxígeno como receptores finales de electrones alternativos para la respiración dependiendo de las condiciones ambientales. La mayoría de los organismos de respiración anaerobia son heterótrofos, aunque hay algunos autótrofos. Todos los procesos que describiremos a continuación son disimilativos, es decir que proporcionan energía pero no nutrientes para la célula (lo que sería asimilativo). Se conocen también las rutas asimilativas de muchas formas de respiración anaerobia. Respiración aeróbica
En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con catabolismo Organismo anaerobio
En la respiración anaerobia, el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del dioxígeno. Si se utiliza una molécula orgánica (piruvato, acetaldehído, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molécula inorgánica distinta del dioxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica. El concepto se opone al de organismo aerobio, en cuyo metabolismo se usa el dioxígeno como aceptor final de electrones. También son anaerobios los microorganismos que no poseen respiración (sin cadena de transporte de electrones) y que por lo tanto deben recurrir a la fermentación o al parasitismo, tal como sucede con los nanorganismos (nanoarqueas y bacterias ultrapequeñas). Respiración (fisiología)
Las plantas autótrofas (que llevan a cabo la fotosíntesis) respiran para conseguir que el dióxido de carbono necesaria para esta función durante el día, así como el oxígeno necesario para la respiración celular; por la noche, las plantas verdes consumen oxígeno y expiden el dióxido de carbono. Organismo aerobio
La aerobiosis es un proceso de respiración celular, en el que se usa el oxígeno para la oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas, para obtener energía). Respiración anaerobia
Todos los posibles aceptores en la respiración anaeróbica tienen un potencial de reducción menor que el O, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos en este metabolismo que en la respiración aerobia convencional. Metabolismo microbiano
Todos los organismos reductores del sulfato son anaerobios obligados. Puesto que el sulfato es energéticamente estable, antes de que pueda ser metabolizado debe primero ser activado por adenilación para formar APS (adenosina 5-fosfosulfato) de tal modo que se consume ATP. El APS es entonces reducido por la enzima APS reductasa a sulfito (SO ) y AMP. En los organismos que utilizan compuestos de carbono como donadores de electrones, el ATP consumido es proporcionado por la fermentación del sustrato de carbono. El hidrógeno producido durante la fermentación es realmente quién conduce la respiración durante la reducción del sulfato. Eventualmente, los electrones pasan de la enzima hidrogenasa a la APS reductasa, que junto con la sulfito reductasa termina la reducción del sulfato a sulfuro del hidrógeno. El gradiente que mueve al protón se establece debido al hecho de que la hidrogenasa, que convierte H a 2H, se localiza en el periplasma (o fuera de la célula en las bacterias Gram positivas). Respiración aeróbica
CHO + 6O → 6CO + 6HO + energía (ATP) Para facilitar su estudio, La respiración aeróbica se ha subdividido en las siguientes etapas: Catabolismo de los carbohidratos
En la respiración aeróbica, se requiere oxígeno el cual actúa como aceptor final de electrones. El oxígeno desempeña un papel clave ya que permite aumentar la producción de ATP desde 4 moléculas por molécula de glucosa, hasta aproximadamente 30 moléculas de ATP por molécula de glucosa. En la respiración anaerobia, no se requiere oxígeno. Cuando el oxígeno está ausente, la generación de ATP continúa por medio del proceso de fermentación. Hay dos tipos de fermentación, la fermentación alcohólica y la fermentación láctica. Reptilia
Todos los reptiles respiran a través de pulmones. Las tortugas acuáticas han desarrollado una piel más permeable y algunas especies han modificado su cloaca para aumentar el área de intercambio de gases. Incluso con estas adaptaciones, la respiración nunca se logra por completo sin los pulmones. La ventilación pulmonar se logra de manera diferente en cada grupo principal de reptiles. En escamosos, los pulmones son ventilados casi exclusivamente por la musculatura axial. Esta también es la misma musculatura que se usa durante la locomoción. Debido a esta restricción, la mayoría de los escamosos se ven obligados a contener la respiración durante las carreras intensas. Algunos, sin embargo, han encontrado una forma de evitarlo. Los varanos y algunas otras especies de lagartos, emplean el bombeo bucal como complemento a su "respiración axial" normal. Esto permite que los animales llenen completamente sus pulmones durante la locomoción intensa y, por lo tanto, permanezcan aeróbicamente activos durante mucho tiempo. Se sabe que los lagartos poseen un proto-diafragma, que separa la cavidad pulmonar de la cavidad visceral. Si bien no sonrealmente capaz de moverse, permite una mayor inflación de los pulmones, al quitar el peso de las víscera de los pulmones. Los cocodrilos en realidad tienen un diafragma muscular que es análogo al diafragma de los mamíferos. La diferencia es que los músculos del diafragma de cocodrils tiran del pubis (parte de la pelvis, que es móvil en los cocodrilos) hacia atrás, lo que hace descender el hígado, liberando así espacio para que los pulmones se expandan. Este tipo de configuración diafragmática se ha denominado "pistón hepático". Las vías respiratorias forman una serie de cámaras tubulares dobles dentro de cada pulmón. Al inhalar y exhalar, el aire se mueve a través de las vías respiratorias en la misma dirección, creando así un flujo de aire unidireccional a través de los pulmones. Un sistema similar se encuentra en aves, lagartos monitores e iguanas. La mayoría de los reptiles carecen de un paladar secundario, lo que significa que deben contener la respiración al tragar. Los cocodrilos han desarrollado un paladar secundario óseo que les permite seguir respirando mientras permanecen sumergidos (y protegen sus cerebros contra el daño de las presas que luchan). Los eslizones (familia Scincidae) también han desarrollado un paladar secundario óseo, en diversos grados. Las serpientes adoptaron un enfoque diferente y en su lugar extendieron su tráquea. Su extensión traqueal sobresale como una pajita carnosa y permite a estos animales tragar presas grandes sin sufrir asfixia. Respiración
El concepto de respiración celular o respiración interna es diferente. Se llama así al conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente en el interior de la célula, por oxidación. Este proceso metabólico necesita oxígeno y proporciona energía aprovechable por la célula (principalmente en forma de ATP). La reacción química global de la respiración celular es la siguiente: C H O + 6O → 6CO + 6HO + energía (ATP) Asfixia por gas inerte
Los animales buceadores como ratas, visones y animales excavadores son sensibles a las atmósferas con poco oxígeno y (a diferencia de los humanos) las evitarán, haciendo que las técnicas puramente hipóxicas sean posiblemente inhumanas para ellos. Por esta razón, el uso de atmósferas de gas inerte (hipóxicas, sin CO2) para la eutanasia es específico para ciertas especies. Aves
Las aves son animales homeotérmicos, es decir, que la temperatura interna se mantiene regulada, por encima de la temperatura exterior, lo que les permite tener un elevado metabolismo; el plumaje participa en su regulación. La temperatura media interna de las aves adultas es bastante alta, en general entre 40 y 43 °C, con variaciones entre especies. Algunas Apodiformes tienen temperaturas nocturnas notablemente menores. Ciertas aves, como los reyezuelos, cuando son recién nacidos mantienen la temperatura ambiental (poiquilotermia), y adquieren la capacidad de regularla pocos días después. Las aves tienen uno de los aparatos respiratorios más complejos del reino animal. Tras la inhalación, el 75 % del aire fresco pasa de largo de los pulmones y fluye directo a los sacos aéreos posteriores, que se extienden desde los pulmones y conectan con los espacios en los huesos, y los llenan con aire. El otro 25 % del aire va directamente a los pulmones. Cuando el ave exhala, el aire usado fluye fuera de los pulmones y el aire almacenado de los sacos aéreos posteriores es simultáneamente forzado a entrar en los pulmones. De este modo los pulmones de un ave reciben un suministro constante de aire fresco tanto en la inhalación como en la exhalación. La producción de sonidos se logra usando la siringe, una cámara muscular con varias membranas timpánicas que está situada en el extremo inferior de la tráquea, desde la cual se separa. El corazón de las aves tiene cuatro cámaras separadas (dos aurículas y dos ventrículos) y es el arco aórtico derecho el que da lugar a la circulación sistémica (al contrario que en los mamíferos, en los que el involucrado es el arco aórtico izquierdo). La vena cava inferior (única) recibe sangre de las patas por vía del sistema porta renal (muy reducido). La mayor parte de esta sangre proveniente de la cintura pélvica y la cola, llega al corazón sin pasar por los capilares renales. Los glóbulos rojos tienen núcleo, a diferencia de los mamíferos, y son ovales y biconvexos. Respiración aeróbica
El ciclo de Krebs es una [[ruta metabólica]] cíclica que se lleva a cabo en la matriz [[mitocondria]]l y en la cual se realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos moléculas de [[dióxido de carbono|CO]], liberando energía en forma utilizable, es decir [[poder reductor]] ([[NADH]], [[Flavín adenín dinucleótido|FAD]]H) y [[GTP]]. Respiración
La respiración aeróbica es el proceso activo en la mayoría de los seres vivos, y por este motivo se los denomina aerobis. En general, es propia de los organismos eucariontas y de algunos tipos de bacterias. Vestigialidad humana
Se ha propuesto que el hipo es un remanente evolutivo de la respiración anfibia anterior. Los anfibios como los renacuajos tragan aire y agua a través de sus branquias a través de un reflejo motor bastante simple similar al hipo de los mamíferos. Las vías motoras que permiten el hipo se forman temprano durante el desarrollo fetal, antes de que se formen las vías motoras que permiten la ventilación pulmonar normal. Por lo tanto, de acuerdo con la teoría de la recapitulación, el hipo es evolutivamente anterior a la respiración pulmonar moderna. Además, señalan que el hipo y la inhalación de anfibios se ven inhibidos por el aumento de CO2 y pueden ser detenidos por los agonistas del , lo que ilustra una posible fisiología compartida y herencia evolutiva. Estas propuestas pueden explicar por qué los bebés prematuros pasan el 2.5% de su tiempo con hipo, posiblemente tragándose como anfibios, ya que sus pulmones aún no están completamente formados. El hipo intrauterino fetal es de dos tipos. El tipo fisiológico ocurre antes de las 28 semanas después de la concepción y tiende a durar de cinco a diez minutos. Estos hipo son parte del desarrollo fetal y están asociados con la mielinización del nervio frénico, que controla principalmente el diafragma torácico. La hipótesis de la filogenia explica cómo pudo haber evolucionado el reflejo del hipo, y si no hay una explicación, puede explicar el hipo como un remanente evolutivo, retenido por los ancestros anfibios de los humanos. Esta hipótesis ha sido cuestionada debido a la existencia del asa aferente del reflejo, el hecho de que no explica la razón del cierre glótico, y debido a que la muy corta contracción del hipo es poco probable que tenga un efecto de fortalecimiento significativo en la contracción lenta los músculos de la respiración. Extremófilo
También hay que destacar que se han descubierto varias especies del filo de animales marinos Loricifera los cuales son capaces de vivir permanentemente sin oxígeno (son anaerobios) ya que no contienen mitocondrias, sino otro tipo de orgánulos. Respiración (fisiología)
Los artrópodos terrestres, como la mayoría de insectos y arácnidos, respiran por un sistema de respiración o tráquea, tubos delgados quitina abertura al exterior por poros en el cutícula y llevan el aire a la hemolinfa, que baña los diversos órganos. Algunas arañas tienen un cuerpo formado de la tráquea llama pénfigo pulmonar. Digestión aerobia
La digestión aerobia es un proceso realizado por diversos grupos de microorganismos, principalmente bacterias y protozoos que, en presencia de oxígeno actúan sobre la materia orgánica disuelta, transformándola en productos finales inocuos y materia celular. Amphiboloidea
Amphiboloidea es una superfamilia taxonómica de los caracoles terrestres que respiran aire. Litótrofo
Existe una gran variedad de sustratos inorgánicos que estos microorganismos pueden usar para producir energía. El sulfuro es uno de ellos, que puede ser utilizado en diferentes formas reducidas dependiendo en el específico proceso bioquímico que los litótrofos usan. Los quimilitótrofos más estudiados y mejor documentados son los aerobicos, esto quiere decir que requieren del oxígeno para sus procesos metabólicos. La alta electronegatividad del oxígeno junto con sus grandes cantidades de energía ganada, lo hace ideal como un aceptor de electrones final. La lista de estos microorganismos anaeróbicos sigue en aumento. Una parte esencial de su proceso metabólico es el sistema de transporte de electrones similar al que utilizan los quimiorganótrofos. La diferencia principal entre estos dos microorganismos es que los quimiolitotrofos proveen electrones directamente a la cadena de transporte de electrones, mientras que los quimiorganotrofos deben generar su propio poder celular reductivo por medio de la oxidación de compuestos orgánicos. Los quimiolitotrofos logran esto directamente de la reducción de sustratos inorgánicos o por una reacción inversa de transporte de electrones. Ciertas bacterias quimiolitotrofas especializadas utilizan derivados del sistema Sox el cual es una ruta específica de la oxidación del sulfuro. Esta antigua y única ruta demuestra el poder evolutivo que los quimiolitotrofos han desarrollado. Gracia a esto son capaces de usar sustratos inorgánicos, como el sulfuro. Branquia
Muchos animales acuáticos microscópicos, y algunos más grandes pero inactivos, pueden absorber suficiente oxígeno a través de toda la superficie de su cuerpo, por lo que pueden respirar adecuadamente sin branquias. Sin embargo, los organismos acuáticos más complejos o más activos suelen necesitar una o varias branquias. Muchos invertebrados, e incluso anfibios, utilizan tanto la superficie corporal como las branquias para el intercambio gaseoso. Respiración
Es esta serie de reacciones el que se conoce con el nombre de respiración aeróbica. La reacción química global es la siguiente: C H O + 6O 6 CO + 6 HO + energía (ATP) Metabolismo microbiano
El metabolismo aeróbico ocurre en Bacteria, Arqueas y Eucariontes. Aunque la mayoría de las especies bacterianas son anaeróbicas, muchas son aerobios facultativos u obligados. Respiración aeróbica
Los seres vivos que llevan a cabo la respiración aeróbica son llamados aerobios. La respiración aeróbica esta en todos los organismos eucariontes y en algunos tipos de bacteria y aquea. Pulmones
En el mundo animal, los pulmones son estructuras especialmente adaptadas al medio terrestre y a la respiración aérea. Su función es almacenar aire para poder filtrar y absorber el oxígeno del aire. La mayoría de pulmones presentan unos tabiques o septos que producen una mayor superficie de intercambio gaseoso y una mayor eficiencia. Los peces de respiración branquial, gastan un 20 % de energía en respirar mientras que aves y mamíferos solo el 2 %. Hay que hacer constar que el metabolismo de aves y mamíferos es mucho mayor, necesitando alimentarse mucho más a menudo. Respiración anaerobia
Muchas bacterias anaeróbicas contienen las enzimas nitrato-reductasas que catalizan la reducción de nitrato a nitrito: Thermoplasma volcanium
"Thermoplasma volcanium" es un quimioorganoheterótrofo facultivo anaeróbico que también es capaz de metabolismo litótrofo vía respiración anaerobia de azufre. Sus donantes de electrones son compuestos orgánicos de carbono simples a partir de extractos celulares, y sus aceptores de electrones son oxígeno durante respiración aeróbica y azufre elemental durante respiración anaeróbica. En condiciones estrictamente anaerobias, la ausencia de azufre reduce el crecimiento de los aislados, pero todavía hay una pequeña cantidad de crecimiento observable, atribuible a un aceptor de electrones que no ha sido identificado. Porque puede crecer en medio que contiene levadura y glucosa, es posible que "Thermoplasma volcanium" también scavenges carbono de otros microbios cerca de respiraderos hidrotermales. Respiración
La respiración vegetal es el proceso de respiración que tiene lugar en una planta. El proceso también se basa en el consumo de oxígeno y la liberación de dióxido de carbono. Es necesario no confundirla con el intercambio gaseoso a consecuencia de la fotosíntesis. También se llama que la respiración en los vegetales incluye agua por el hecho que en el proceso fotosintético se está capturando energía proveniente de las olas electromagnéticas del sol. Tratamiento de aguas residuales
La digestión aeróbica es un proceso bacteriano que ocurre en presencia del oxígeno. Bajo condiciones aeróbicas, las bacterias consumen rápidamente la materia orgánica y la convierten en dióxido de carbono. Una vez que haya una carencia de la materia orgánica, las bacterias mueren y son utilizadas como alimento por otras bacterias. Esta etapa del proceso se conoce como respiración endógena. La reducción de los sólidos ocurre en esta fase. Porque ocurre la digestión aeróbica mucho más rápidamente, los costos de capital de digestión aerobia son más bajos. Sin embargo, los gastos de explotación son característicos por ser mucho mayores para la digestión aeróbica debido a los costes energéticos para la aireación necesaria para agregar el oxígeno al proceso. Protozoa (reino)
La respiración es aerobia y suelen ser muy sensibles a la falta de oxígeno; con la excepción de la respiración anaerobia observada en Metamonada y Archamoebae, producto de una adaptación secundaria. Edafón
La distinción principal es entre agua del suelo, adherida a las partículas, en la que habitan microorganismos procarióticos (bacterias y arqueas) y eucarióticos (principalmente protistas). El aire del suelo presenta una composición especial, pobre en O y enriquecida en CO, por la falta de luz y de fotosíntesis en cuanto bajamos de la superficie mientras se mantiene la actividad aerobia. En el aire del suelo habitan animales de grupos adaptados a la respiración aérea, principalmente artrópodos. Respiración
En las bacterias con respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la cual se vuelven a oxidar los coenzimas reducidos durante la oxidación de los sustratos nutrientes. Es un proceso análogo al de la respiración aeróbica, puesto que se compone de los mismos elementos (citocromos, quinones, proteínas hierro-sulfúricas, etc.). La única diferencia es que el aceptor último de electrones no es el oxígeno. Bestia atmosférica
Carl Sagan propuso casualmente que este tipo de criatura podría vivir en la atmósfera de un gigante gaseoso, como Júpiter. Ilustraciones de bestias atmosféricas han aparecido en libros, mostrando especulaciones sobre las exóticas formas de vidas extraterrestres. Las descripciones de este clase a menudo representan a estos seres como globos vivientes, llenos de un gas menos pesado que el aire. En el concepto de un planeta parecido a Júpiter con una atmósfera de hidrógeno, el organismo sería como un Globo de hidrógeno caliente, puesto que no hay otro gas más ligero. Araneae
La respiración se realiza por órganos internalizados, normal en animales de vida aérea, que en este caso son pulmones en libro o filotráqueas (a veces llamados tráqueas en libro), uno o dos pares que se abren en la parte mediana y ventral del opistosoma anterior. Tienen una estructura plegada, lo que multiplica la superficie de intercambio, y a través de ellos la hemolinfa circula canalizada por vasos. Muchas arañas tienen también un sistema traqueal que no es homólogo al de los insectos. Ejercicio anaeróbico
El ejercicio anaeróbico es un ejercicio físico que no necesita implícitamente de la respiración aeróbica para poder realizarse. Los ejercicios anaeróbicos incluyen cualquier tipo de ejercicio que se practique a niveles moderados de intensidad durante períodos de tiempo cortos, lo que hace mantener una frecuencia cardíaca más constante. A diferencia del ejercicio aeróbico, obtiene energía en ausencia del oxígeno. Vertebrata
El aparato respiratorio de los vertebrados es branquial en los animales acuáticos (ciclóstomos, peces y larvas de anfibios), y pulmonar en los terrestres, parte de los acuáticos y también los anfibios que tienen dos tipos de respiración: la pulmonar y a través de la piel. Respiración del suelo
La temperatura afecta a casi todos los aspectos de los procesos de respiración. La temperatura aumentará la respiración exponencialmente a un máximo, en cuyo punto la respiración disminuirá a cero cuando se interrumpa la actividad enzimática. La respiración de la raíz aumenta exponencialmente con la temperatura en su rango bajo cuando la tasa de respiración está limitada principalmente por el ciclo del ácido tricarboxílico. A temperaturas más altas, el transporte de azúcares y los productos del metabolismo se convierten en el factor limitante. A temperaturas superiores a , la respiración de la raíz comienza a cerrarse por completo. Los microorganismos se dividen en tres grupos de temperatura; criófilos, mesófilos y termófilos. Los criófilos funcionan de manera óptima a temperaturas inferiores a , los mesófilos funcionan mejor a temperaturas entre 20 y y los termófilos funcionan de manera óptima a más de . En suelos naturales existen muchas cohortes diferentes o grupos de microorganismos. Estas cohortes funcionarán mejor en diferentes condiciones, por lo que la respiración puede ocurrir en un rango muy amplio. Los aumentos de temperatura conducen a mayores tasas de respiración del suelo hasta que los valores altos retrasan la función microbiana, este es el mismo patrón que se observa con los niveles de humedad del suelo. Respiración aeróbica
Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se habían producido dos moléculas de acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 [[GTP]]s y se liberan 4 moléculas de CO. Estas cuatro moléculas, sumadas a las dos de la descarboxilación oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el número de moléculas de CO que se producen en respiración aeróbica (ver ecuación general). Saco aéreo
Los sacos aéreos son espacios dentro de un organismo que contienen aire de forma permanente. En los animales actuales, las aves son las que tienen el mayor número de sacos aéreos (de 9 a 11), que mejoran el flujo de aire durante la respiración y hacen que su cuerpo sea más ligero, pero sus parientes extintos, los dinosaurios, ya mostraron un gran aumento en la neumatización de sus huesos. Terópodos como "Aerosteon" tenían muchos sacos aéreos en el cuerpo y no solamente en los huesos, y pueden identificarse como las formas más primitivas que tenían las vías respiratorias como las de las aves modernas. Los saurópodos tenían una gran cantidad en sus huesos (especialmente en las vértebras), aunque un terópodo, "Deinocheirus", tenía una cantidad comparable. Oxígeno
La presencia de grandes cantidades de oxígeno no combinado disuelto en los océanos y la atmósfera pudo haber conducido a la extinción de la mayoría de los organismos anaerobios que vivían entonces, durante la Gran Oxidación ("catástrofe del oxígeno") hace unos 2400 millones de años. Sin embargo el uso de O en la respiración celular permite producir a los organismos aerobios mucho más ATP que los anaerobios, lo que ayuda a los primeros a dominar la biosfera de la Tierra. La fotosíntesis y la respiración celular del O permitieron la evolución de las células eucariotas y, finalmente, la aparición de organismos multicelulares complejos como plantas y animales. Vida marina
Los vertebrados marinos necesitan oxígeno para sobrevivir, y lo obtienen de diversas maneras. Los peces tienen branquias en lugar de pulmones, aunque algunas especies de peces, como el pez pulmonado, tienen ambas. Los mamíferos marinos, tales como delfines, ballenas, nutrias y focas necesitan emerger periódicamente para respirar aire. Algunos anfibios pueden absorber oxígeno a través de su piel. Los invertebrados exhiben una amplia gama de modificaciones para sobrevivir en aguas pobremente oxigenadas, incluyendo tubos de respiración (ver sifones de insectos y moluscos) y branquias ("Carcinus"). Sin embargo, a medida que la vida de los invertebrados evolucionó en un hábitat acuático, la mayoría tiene poca o ninguna especialización para la respiración en el agua. Mammalia
Los mamíferos respiran el oxígeno presente en el aire que es inspirado a través de las vías respiratorias (boca, nariz, laringe y tráquea) y se distribuye por bronquios y bronquiolos a todo el complejo sacular que constituyen los alvéolos pulmonares. Anatomía de las aves
Tres juegos distintos de órganos realizan la respiración —Los sacos aéreos anteriores (interclavicular, cervical, y toráxicos anteriores), los pulmones, y los sacos aéreos posteriores (toráxicos posteriores, y abdominales). Los sacos aéreos posteriores y anteriores, normalmente nueve, se expanden durante la inhalación. Cuando el aire inhalado entra por la tráquea, la mitad va a los sacos aéreos posteriores y la otra mitad pasa por los pulmones y va a los sacos aéreos anteriores. Los sacos aéreos se contraen durante la exhalación. El aire de los sacos aéreos anteriores se vacía directamente en la tráquea y es expulsado por la boca o las fosas nasales. Los sacos aéreos posteriores se vacían en los pulmones. El aire que pasa por los pulmones cuando el ave exhala es expulsado por la tráquea. Debido a que el aire fresco fluye a través de los pulmones en una sola dirección, no existe mezcla del aire rico en oxígeno y el aire pobre en oxígeno y rico en dióxido de carbono, como ocurre en los pulmones de mamíferos. Por lo tanto la presión parcial de oxígeno en los pulmones de un ave es la misma que la del ambiente, y así las aves tienen un intercambio de gases más eficiente, tanto de oxígeno como de dióxido de carbono, que el que ocurre en los mamíferos. Deficiencia de piruvato deshidrogenasa
La respiración aeróbica es el proceso de convertir la energía química, contenida en la glucosa, en ATP, la principal "moneda energética" que las células utilizan para llevar a cabo procesos bioquímicos y favorecer el crecimiento. La primera parte de esta respiración es la glucólisis, una serie de 10 reacciones bioquímicas que suceden en el citoplasma con las que se logra convertir la glucosa en piruvato. El piruvato entonces es transportado a la mitocondria, donde es convertido en acetil-CoA gracias al complejo de piruvato deshidrogenasa. El acetil-CoA es el sustrato inicial del ciclo de Krebs. Cuando la actividad del PDC se ve reducida o anulada por una mutación, los niveles de piruvato se elevan y el exceso de dicha sustancia es convertido en ácido láctico por la enzima lactato deshidrogenasa. El ácido láctico producido posteriormente entra al torrente sanguíneo, acidificándolo y causando una condición llamada acidosis láctica. Aparato respiratorio
Los protozoarios son organismos unicelulares que no presentan aparato respiratorio, captan el oxígeno directamente del medio mediante por difusión a través de la membrana celular. Algunos organismos pluricelulares como las hidras y las medusas tampoco disponen de aparato respiratorio. Respiración
En algunos casos, poco habituales, el oxidante no es el oxígeno y entonces la respiración se denomina anaeróbica. Anaeróbico
Anaeróbico (o anaerobio), término que significa "vida sin aire" (donde “aire” usualmente es oxígeno), puede referirse a: Branquia
En los vertebrados e insectos con fases juveniles acuáticas, como los anfibios y las efémeras, las larvas están equipadas con branquias, aunque los adultos respiren por órganos aéreos. Respiración vegetal
Cuando el vegetal recibe "luz", absorbe el CO presente en el aire y expulsa O (CO-C=O) . Las células clorofílicas utilizan el CO para fabricar materia orgánica y expulsan el oxígeno restante. Este fenómeno de elaboración de materia orgánica, a partir de materia inorgánica se llama fotosíntesis. Las células capaces de realizar fotosíntesis son células autótrofas. Cuando el vegetal está en la oscuridad, solo tiene lugar la respiración. La planta absorbe del O y expulsa CO (O+C=CO). La fotosíntesis es el proceso por el cual se limpia el dióxido de carbono y se convierte en oxígeno Respiración del suelo
El ciclo del ácido tricarboxílico, o ciclo del ácido cítrico, es un paso importante en la respiración celular. En el ciclo del ácido tricarboxílico, se oxida un azúcar de seis carbonos. Esta oxidación produce el CO y HO del azúcar. Las plantas, hongos, animales y bacterias usan este ciclo para convertir compuestos orgánicos en energía. Así es como la mayoría de la respiración del suelo ocurre en su nivel más básico. Dado que el proceso depende del oxígeno para ocurrir, esto se conoce como respiración aeróbica.