1. ¿En qué se convierte el oxígeno que respiras dentro de las células?
Cuando respiras, el oxígeno entra en la sangre desde los pulmones y viaja a todas las células del cuerpo. Dentro de las células hay pequeñas estructuras llamadas mitocondrias, donde ocurre la etapa que produce gran parte del ATP, la fuente de energía que el cuerpo utiliza para extraer fuerza de los alimentos [1]. Dentro de las mitocondrias, el oxígeno se convierte finalmente en agua. Esto sucede porque los "granos de electricidad" (electrones) extraídos de la comida pasan por varias etapas y el oxígeno los recibe al final [1]. Es importante notar que el oxígeno no es la energía en sí; la fuente de fuerza es la comida, y el oxígeno cumple la función de recibir los electrones [2]. Si lo comparamos con una carrera de relevos con cubos, los electrones serían el agua en los cubos. El último corredor vacía el agua para que todos los demás puedan pasar el siguiente cubo. Sin embargo, lo que realmente se transporta son electrones, no agua. El agua de la analogía y el agua formada por el oxígeno son cosas distintas.
2. ¿Qué pasa con la energía de las células si falta oxígeno?
El cuerpo transporta la fuerza extraída de los alimentos dentro de una pequeña molécula llamada ATP, usándola cuando es necesario. En las mitocondrias, el ATP se produce a partir de ADP y fosfato, vinculado a la entrega gradual de electrones [1]. Si desaparece el oxígeno, que es el receptor final, la entrega de electrones se detiene y la producción de ATP mediante la cadena de transporte de electrones también se detiene. La glucosa puede producir ATP sin oxígeno a través de una vía diferente llamada "glucólisis", pero solo genera 2 ATP por cada molécula de glucosa [4]. En la vía que usa oxígeno, se estima que una molécula de glucosa produce un máximo de aproximadamente 30 (29.85) ATP [5]. Al dividir 29.85 entre 2, el resultado es aproximadamente 15 veces más. No obstante, los 30 son un valor teórico máximo; en las células reales es menor. Las cifras de 36 a 38 que aparecían en libros de texto antiguos ahora se consideran valores obsoletos [5]. Los libros de texto explican que aproximadamente el 90% del ATP producido al descomponer la glucosa con oxígeno se genera mediante este flujo de electrones [3]. Este es un valor aproximado y no es constante según las condiciones.
3. ¿Por qué el cerebro gasta tanto oxígeno si es tan pequeño?
El peso del cerebro es solo alrededor del 2% del peso corporal, pero consume aproximadamente el 20% del oxígeno que el cuerpo usa en total durante el reposo [6]. Al dividir 20 entre 2, se calcula que el cerebro usa unas 10 veces más oxígeno por unidad de peso que el promedio del cuerpo. Estos valores corresponden a adultos en reposo. En los niños, la proporción del cerebro respecto al cuerpo es mayor, por lo que se considera que el porcentaje de oxígeno usado también es más alto. Los números como "25%" que aparecen en artículos generales corresponden a métodos de conteo diferentes. Las células nerviosas del cerebro trabajan constantemente incluso cuando no estamos pensando activamente. Por eso, se cree que el flujo de oxígeno para crear ATP es siempre necesario. Se puede decir que el cerebro es vulnerable si falta oxígeno.
4. ¿Existen animales que viven sin usar oxígeno?
La mayoría de los animales viven usando oxígeno. Sin embargo, en 2020, un equipo de la Universidad de Tel Aviv reportó un parásito (Henneguya salminicola) que vive en el músculo del salmón como el primer animal multicelular que no respira con oxígeno [8]. Es un animal pequeño con menos de 10 células y había perdido casi todos los genes de sus mitocondrias. El informe indica que no respira con oxígeno. ¿Cómo obtiene energía? Este punto aún no está claro [8]. Otro ejemplo es el azufre. En 2017, la Universidad de Tohoku y otros informaron que las células de mamíferos también tienen una "respiración de azufre" distinta de la respiración que usa oxígeno, aunque esta vía no puede sustituir al oxígeno. En la respiración con oxígeno se produce agua, pero en la respiración de azufre se cree que se libera sulfuro de hidrógeno tóxico [7]. El grupo de investigación considera que es indispensable para el crecimiento.
5. ¿Cómo puedes investigar más sobre la energía de los alimentos?
Lo que puedes hacer hoy: Busca los números de "energía (kcal)" en la parte trasera de bolsas de dulces o pan. Estos números indican la cantidad de energía en los alimentos. La etiqueta no explica cómo se convierte en ATP dentro del cuerpo. Para leer más: El artículo de JST Science Portal sobre "respiración de azufre" está disponible en japonés [7]. La explicación de la cadena de transporte de electrones en Nursing roo! está escrita para que el flujo de reacciones sea comprensible mediante diagramas [2].