[Artículo actualizado el 19/09/2023]
Según ConsoGlobe, cada día pasan por nuestras vías respiratorias y pulmones casi 15.000 litros de aire, una cifra que da fe de la importancia vital de la respiración. Nuestro metabolismo, por su parte, depende inevitablemente del sistema respiratorio, que se encarga de suministrar el oxígeno que necesitamos para convertir los nutrientes en energía y de eliminar determinados productos de desecho del metabolismo. Pero, ¿hasta qué punto son importantes la respiración y el oxígeno para nuestro metabolismo?
El papel del oxígeno en el organismo
Si el metabolismo se define como «la acción de asimilar los alimentos y convertirlos en energía», resulta que necesita oxígeno para funcionar de forma sostenible. El propio organismo se deteriorará rápidamente sin un aporte suficiente. Mejorar este aporte de oxígeno, así como el proceso de absorción y asimilación, es por tanto esencial para optimizar la cantidad de energía sintetizada y eliminar los residuos metabólicos.
De hecho, incluso las actividades cotidianas más básicas, como desplazarse, consumen oxígeno, como puede leer en este sitio. Necesitamos oxígeno para digerir y asimilar los alimentos. Probablemente, todas las funciones del cuerpo utilizan oxígeno, pero sólo en distintos grados. También ocurre que necesitamos oxígeno para quemar la mayoría de las moléculas de nutrientes. Sin embargo, en teoría, es posible quemar azúcar para producir moléculas muy pequeñas de energía sin utilizar oxígeno. Llamamos a esta excepción «metabolismo anaeróbico», y es lo que hacen las células cuando realizamos un esfuerzo físico considerable.
Por tanto, existen dos tipos de respiración celular (que ahora podemos llamar «metabolismo celular»): la respiración aeróbica y la respiración anaeróbica. La respiración aeróbica se produce cuando hay suficiente oxígeno para alimentar el organismo, mientras que la respiración anaeróbica se produce cuando no hay oxígeno. Por lo tanto, determinamos el tipo de respiración que se produce en función del tipo de actividad física que realizamos, así como de su intensidad y duración.
La respiración tiene lugar en los pulmones
La respiración es simplemente el proceso que transporta el oxígeno del aire a los tejidos del cuerpo y elimina al mismo tiempo el dióxido de carbono. El metabolismo, por su parte, se refiere a todas las reacciones químicas que tienen lugar en el cuerpo, incluidas las que utilizan oxígeno y generan dióxido de carbono. Por tanto, el oxígeno y el dióxido de carbono intervienen tanto en la respiración como en el metabolismo.
El aire entra por la nariz, donde se calienta y humedece antes de entrar en los pulmones. Una vez que el aire ha llegado a los alvéolos (pequeños depósitos de aire en los pulmones), el oxígeno se distribuye a la sangre a través de los capilares de los alvéolos, mientras que el dióxido de carbono (un producto del metabolismo) sale de la sangre y se difunde en el aire. Por tanto, es durante la espiración (fase esencial de la respiración) cuando la mayor parte del dióxido de carbono se libera a la atmósfera.
El metabolismo tiene lugar en todos los tejidos
Tras salir de los pulmones, la sangre oxigenada es bombeada por el corazón a todo el cuerpo. Una vez que ha entrado en los capilares de los tejidos, el oxígeno se desprende de la sangre y entra en las células, donde se utiliza en las reacciones metabólicas. A continuación, las reacciones metabólicas producen dióxido de carbono, que vuelve a entrar en el torrente sanguíneo al salir de los tejidos, para ser devuelto a los pulmones y, finalmente, a la atmósfera.
De hecho, todas las reacciones químicas del organismo son necesariamente reacciones metabólicas. Algunas reacciones utilizan moléculas para producir energía, mientras que otras, por el contrario, crean moléculas utilizando energía. El primer tipo de reacción, que utiliza energía, incluye la fabricación de nuevas membranas y la síntesis de proteínas. Cada célula así creada debe almacenar la energía recuperada de los nutrientes para disponer de recursos suficientes para crear nuevas moléculas.
Las fases de la respiración celular
Existen tres fases esenciales en la respiración y el metabolismo celular: la glucólisis, la fosforilación oxidativa y el ciclo de Krebs-Martius.
La glucólisis es el proceso metabólico que tiene lugar en el citosol de las células y que da lugar a la conversión de glucosa(azúcar) en dos moléculas de piruvato. Se trata de una reacción anaeróbica que no requiere oxígeno. El resultado es la producción de dos moléculas de ATP (trifosfato de adenosina), que constituyen la energía utilizable.
A continuación viene la etapa de la glucólisis, que utiliza las moléculas de piruvato producidas. En presencia de oxígeno en los cuerpos celulares, el piruvato puede deshidrogenarse y descarboxilarse para formar una molécula rica en energía. El resultado es la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera, lo que implica la pérdida de átomos de oxígeno combinados con óxido (y, por tanto, inutilizables para la respiración celular).
El ciclo de Krebs-Martius es una fase aeróbica que requiere oxígeno y se produce en las mitocondrias de todas las células del cuerpo humano. Las mitocondrias son el centro neurálgico de la célula y producen la mayor parte del ATP celular. En estas zonas intracelulares también tiene lugar la cadena de transporte de electrones, que da lugar a la transferencia de electrones a los receptores de oxígeno.
Cuando cada célula del cuerpo obtiene todo lo que necesita, el resultado es la acumulación de una gran cantidad de energía y una respiración celular óptima, lo que conduce a un mejor metabolismo. Por eso es tan importante la respiración, sobre todo porque cuando el metabolismo funciona con normalidad, se satisfacen sus necesidades energéticas. Esto se traduce en una mejor reparación de los tejidos, una rápida desintoxicación, una mejor función hormonal, etc.