Comparación de respiración aeróbica vs anaeróbica

Creo que Chris explica perfectamente la razón por la cual la concentración de glucosa es más rápida en el caso aeróbico que en el anaeróbico. Para resumir:-

El requerimiento energético del organismo en ambas condiciones permanece más o menos constante. Dado que la respiración aeróbica genera más energía por glucosa (38ATP), se necesita más tiempo para que se agote la misma concentración de glucosa que en el caso de la respiración anaeróbica, donde se libera menos energía (2ATP).

La no linealidad en el caso de la respiración anaeróbica probablemente se puede explicar así:
En el caso aeróbico, la glucosa se oxida a agua y dióxido de carbono, los cuales no influyen en el proceso respiratorio. El primer paso de la glucólisis, la fosforilación de la glucosa tiene un cambio de energía libre muy negativo, es decir, es prácticamente irreversible. Por lo tanto, una caída en la concentración de glucosa no afectará la tasa de liberación de energía y, por lo tanto, la tasa de energía liberada permanecerá constante, lo que dará como resultado un gráfico lineal. Pero en el caso anaeróbico, el producto final es alcohol etílico no metabolizado. La conversión del ácido pirúvico formado como resultado de la glucólisis en alcohol etílico no es tan fuertemente irreversible (menor cambio de energía libre) y, a altas concentraciones de producto, se vuelve considerablemente reversible. Esto significa que el alcohol etílico producido afectará la tasa de metabolismo de la glucosa y la retardará por retroalimentación negativa (El principio de Le Chatelier ). Esto reducirá la velocidad de utilización de glucosa a bajas concentraciones de glucosa, es decir, altas concentraciones de alcohol etílico. Esto reduce el valor de la pendiente a concentraciones más bajas de glucosa en el gráfico y, por lo tanto, produce la no linealidad.

Sus gráficos muestran dos cosas: a partir de la misma concentración (150 mM/l), la metabolización de la glucosa no es lineal en condiciones anaeróbicas. La otra observación es que en condiciones aeróbicas la glucosa se metaboliza mucho más lentamente. Esto se debe a que, en condiciones anaeróbicas, se generan 2 moléculas de ATP a partir de la metabolización de una molécula de glucosa (para obtener todos los detalles sobre las vías bioquímicas, consulte el artículo "Fermentación con etanol" en Wikipedia), mientras que para la respiración completa de una molécula de glucosa en condiciones aeróbicas genera 32 moléculas de ATP (2 de la glucólisis 2 del [ciclo del ácido cítrico], así como 26-28 de la fosforilación oxidativa (cadena de transporte de electrones y quimiosmosis) 3 ).

Entonces, para generar suficiente energía, la levadura tiene que metabolizar la glucosa mucho más rápido cuando las condiciones son anaeróbicas, lo que explica la forma del gráfico, mientras que en condiciones aeróbicas, el gráfico permanece lineal. La metabolización comienza en ambos casos con la glucólisis, pero después es diferente. Las condiciones aeróbicas producen agua y CO₂, mientras que las condiciones anaeróbicas producen etanol y CO₂.

Creo que en condiciones anaeróbicas están fermentando, lo que es diferente a la respiración. La respiración produce mucho más ATP a partir de una sola molécula de glucosa, porque el camino bioquímico es diferente, implica más pasos, cada uno de los cuales produce un poco de energía.

También tenga en cuenta que, en el gráfico de la derecha, el eje X sube a 6. Lo que significa que la glucosa se procesa mucho más rápido a la izquierda. ¿Tal vez sea porque las mitocondrias son numerosas y pueden procesar el azúcar más rápido?

En cuanto a la curva, solo puedo pensar que la fermentación es tan lenta que el ATP producido está siendo consumido por la célula al mismo ritmo. Con la respiración, el ATP se produce en grandes cantidades y así comienza a acumularse, lo que regula el proceso para que se haga más lento. Pero puede que me esté perdiendo algo importante aquí.