La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a anhídrido carbónico (CO₂) y agua (H₂O) y se producen 36 moléculas de ATP. En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias y ocurre en tres etapas que son:

• Oxidación del piruvato.
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos.
• Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP.

La respiración celular es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en la cual energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos, es liberada de manera controlada. Durante la respiración una parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas, es incorporada a la molécula de ATP, que puede ser a continuación utilizado en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo del organismo.

La respiración celular podría dividirse en dos tipos, según el papel atribuido al oxígeno:

• Respiración aerobia: Hace uso del O₂ como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de ellas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O₂.
• Respiración anaerobia: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO₄^2- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a SH₂:

La respiración anaerobia es propia de procariontes diversos, habitantes sobre todo de suelos y sedimentos, y algunos de estos procesos son importantes en los ciclos biogeoquímicos de los elementos. No debe confundirse la respiración anaerobia con la fermentación, que es una oxidación-reducción interna a la molécula procesada, en la que no se requiere ni O₂ ni ningún otro aceptor de electrones.

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