Todos los seres vivos deben tener fuentes constantes de energía para continuar desempeñando incluso las funciones vitales más básicas. Si esa energía proviene directamente del sol a través de la fotosíntesis o por comer plantas o animales, la energía debe ser consumida y luego cambiada a una forma utilizable como el trifosfato de adenosina (ATP)
Muchos mecanismos pueden convertir la fuente de energía original en ATP. La forma más eficiente es a través de respiración aeróbica, que requiere oxígeno. Este método proporciona la mayor cantidad de ATP por entrada de energía. Sin embargo, si no hay oxígeno disponible, el organismo aún debe convertir la energía utilizando otros medios. Tales procesos que ocurren sin oxígeno se llaman anaeróbicos. La fermentación es una forma común para que los seres vivos produzcan ATP sin oxígeno. ¿Esto hace que la fermentación sea lo mismo que la respiración anaeróbica?
La respuesta corta es no. A pesar de que tienen partes similares y ninguno usa oxígeno, existen diferencias entre la fermentación y la respiración anaeróbica. De hecho, la respiración anaerobia se parece mucho más a la respiración aeróbica que a la fermentación.
Fermentación
La mayoría de las clases de ciencias discuten fermentación solo como alternativa a la respiración aeróbica. La respiración aeróbica comienza con un proceso llamado glucólisis, en el que un carbohidrato como la glucosa se descompone y, después de perder algunos electrones, forma una molécula llamada piruvato. Si hay un suministro suficiente de oxígeno, o a veces otros tipos de aceptores de electrones, el piruvato pasa a la siguiente parte de la respiración aeróbica. El proceso de glucólisis produce una ganancia neta de 2 ATP.
La fermentación es esencialmente el mismo proceso. El carbohidrato se descompone, pero en lugar de producir piruvato, el producto final es una molécula diferente según el tipo de fermentación. La fermentación se desencadena con mayor frecuencia por la falta de cantidades suficientes de oxígeno para continuar ejecutando la cadena de respiración aeróbica. Los humanos se someten a fermentación de ácido láctico. En lugar de terminar con piruvato, se crea ácido láctico.
Otros organismos pueden experimentar fermentación alcohólica, donde el resultado no es ni piruvato ni ácido láctico. En este caso, el organismo produce alcohol etílico. Otros tipos de fermentación son menos comunes, pero todos producen diferentes productos dependiendo del organismo que se somete a la fermentación. Dado que la fermentación no usa la cadena de transporte de electrones, no se considera un tipo de respiración.
Respiración anaerobica
Aunque la fermentación ocurre sin oxígeno, no es lo mismo que la respiración anaeróbica. La respiración anaeróbica comienza de la misma manera que la respiración aeróbica y la fermentación. El primer paso sigue siendo la glucólisis, y todavía crea 2 ATP a partir de una molécula de carbohidrato. Sin embargo, en lugar de terminar con glucólisis, como lo hace la fermentación, la respiración anaeróbica crea piruvato y luego continúa en el mismo camino que la respiración aeróbica.
Después de hacer una molécula llamada acetil coenzima A, continúa con el ciclo del ácido cítrico. Se hacen más portadores de electrones y luego todo termina en la cadena de transporte de electrones. Los portadores de electrones depositan los electrones al comienzo de la cadena y luego, a través de un proceso llamado quimiosmosis, producen muchos ATP. Para que la cadena de transporte de electrones continúe funcionando, debe haber un aceptador de electrones final. Si ese aceptor es oxígeno, el proceso se considera respiración aeróbica. Sin embargo, algunos tipos de organismos, incluidos muchos tipos de bacterias y otros microorganismos, pueden usar diferentes aceptores de electrones finales. Estos incluyen iones nitrato, iones sulfato o incluso dióxido de carbono.
Los científicos creen que la fermentación y la respiración anaeróbica son procesos más antiguos que la respiración aeróbica. La falta de oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva hizo imposible la respiración aeróbica. Mediante evolución, eucariotas adquirió la capacidad de usar el "desperdicio" de oxígeno de la fotosíntesis para crear respiración aeróbica.