CONTENIDO

/ INTRODUCCIÓN / COCIENTE RESPIRATORIO / FORMACIÓN DE GLUCOSA A PARTIR DE CARBOHIDRATOS DE RESERVA /
GLUCÓLISIS / BALANCE DE ATP EN LA GLUCOLISIS / RESPIRACIÓN AERÓBICA /
/ DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRÚVICO (C-3) / CADENA TRANSPORTADOR DE ELECTRONES /
GRADIENTE DE PROTONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA / BALANCE ENERGETICO DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA /
/ CICLO DE LAS PENTOSAS / EL CICLO DEL GLIOXILATO Y LOS GLIOXISOMAS / CICLO DEL GLIOXILATO / FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN LA TASA RESPIRATORIA

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INTRODUCCIÓN

Antes de comenzar el tema, definamos primero el metabolismo como el conjunto de todos los cambios químicos que ocurren en una célula o en un organismo. Los procesos de síntesis como la fotosíntesis o formación de sustancias orgánicas por organismos fotosintéticos, en presencia de luz, a partir del CO2 y H2O pertenece al anabolismo; mientras que la respiración, en la que se forman sustancias simples como el CO2 y H2O, a partir de compuestos orgánicos complejos como la glucosa, pertenece al catabolismo. Cuando el anabolismo y el catabolismo ocurren a la misma velocidad, la planta se encuentra en un estado estacionario, se dice que está latente o en reposo. En esta situación no se reflejan cambios de masa. Pero cuando el anabolismo predomina sobre el catabolismo, la planta crece. En caso de que las reacciones catabólicas excedan las anabólicas, la planta pierde masa y se está muriendo.

La respiración es un proceso catabólico en el que se oxida una molécula combustible, la glucosa, cuya energía es atrapada en forma de ATP (fuente universal de energía).

La respiración puede ser anaeróbica en ausencia del oxígeno (glucólisis) o aeróbica en presencia de oxígeno molecular.

La reacción general de oxidación de la glucosa es:

C6 H 12O6 + 6 O2la_res3.jpg (773 bytes) 6 CO2 + 6H2O + 686 Kcal * mol-1 (1)

Esto significa que 180 g (1 mol) de glucosa es oxidada por 192 g (6moles) de oxígeno, con la formación de 264 g (6moles) de CO2, 108 g (6 moles) de agua y la liberación de 686 Kcal * mol-1 (2872 KJ * mol-1), ésta es una reacción fuertemente exergónica, con una energía libre ( DGo ) negativa, y representa la respiración aeróbica. Esto significa que por cada mol de oxígeno absorbido (32g.), se producen 114 Kcal de energía. De la ecuación (1) se deduce que la respiración se puede medir por la cantidad de oxígeno absorbido o de anhídrido carbónico liberado.

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COCIENTE RESPIRATORIO (CR)

Sí como sustratos respiratorios se oxidan por completo, sacarosa, fructosa, glucosa o almidón, el volúmen de O2 absorbido es igual al volúmen de CO2 liberado, el cociente respiratorio es uno. Las semillas de cereales y de muchas legumbres tienen valores cercanos a uno, cuando se oxidan grasas y aceites durante la respiración, a menudo el cociente respiratorio es 0.70. Por ejemplo cuando se oxida el tripalmitato de glicerol:

2 C51H 98O6 + 145 O2 la_res3.jpg (773 bytes)102 CO2 + 98 H2O

El CR es: 102/145 = 0.70

Si se oxida un sustrato más rico en oxígeno, el CR es mayor de 1, por ejemplo: la oxidación de ácido málico:

C4H 6O5 + 3 O2la_res3.jpg (773 bytes) 4 CO2 + 3 H2O

El CR es: 4/3 = 1,33

El cociente respiratorio de proteínas es cercano a 1,0. Conociendo los valores del cociente respiratorio, se puede obtener información del tipo de sustrato que es usado en la respiración.

 

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FORMACIÓN DE GLUCOSA APARTIR DE CARBOHIDRATOS DE RESERVA

Aunque la glucosa es el carbohidrato más comúnmente usado como sustrato respiratorio, se deriva del almidón que se almacena en forma de gránulos insolubles en agua, mediante las siguientes reacciones:

          

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GLUCOLISIS

La glucosa es el azúcar que se usa como substrato por la respiración. Sin embargo,  en las células de las  plantas  se utiliza el disacárido sacarosa; aunque se pueden usar  fosfatos de triosas, que se originan en la fotosíntesis, polímeros de fructosa (fructanos), y otros azucares, así mismo  lípidos, ácidos orgánicos y en algunos casos proteínas.
La respiración de la planta, desde un punto de vista  químico, se puede expresar como la oxidación de la sacarosa, una molécula de 12 carbonos y la reducción de 12 moléculas de O2:

         C12 H22 O11 + 12 O2:     wpe2.jpg (719 bytes)         12 CO2  +  11 H2O

La variación de energía libre de la oxidación de la sacarosa es DGo’  de -5760 KJ* mol-1 (1382,4 Kcal* mol-1) parte de esta energía se almacena como ATP.


Durante la primera fase de la glucólisis, la sacarosa se hidroliza mediante la acción de la enzima invertasa, formando los monosacáridos  fructosa y glucosa,  estas hexosas   se incorporan a la glucólisis como fructosa-6-fosfato y glucosa -6-fosfato.

El almidón almacenado en los cloroplastos como producto de la fotosíntesis, después de degradarse se incorpora a la glucólisis en la noche y entra a  la vía glucolítica en el citosol como glucosa. En la luz, los productos de la fotosíntesis entran a la glucólisis directamente como fosfato de triosas.

La glucólisis se localiza en el citosol y consiste en la degradación de glucosa, glucosa – 1 - fosfato o fructosa para formar ácido pirúvico. La glucólisis se puede considerar biológicamente como un proceso primitivo, ya que surgió antes de la aparición de los organelos celulares.

La glucólisis consiste de dos fases. En la primera fase se transforma la glucosa (C6) originando dos moléculas de tres carbonos (C3); en la segunda se oxidan las moléculas C3 transformándose en dos moléculas de ácido pirúvico, ATP y NADH + H+

Glucosa + 2 NAD+ + 2ADP + 2H2 PO 4 - wpe2.jpg (719 bytes) 2 Ác pirúvico + NADH + 2H+ + 2 ATP+ 2 H2O

Bajo condiciones anaeróbicas, sin participación del oxígeno molecular, el ácido pirúvico se transforma en alcohol etílico, mediante la fermentación alcohólica:

C6H 12O6 la_res3.jpg (773 bytes)2 CH3 – CO - COOH
glucosa                      ácido pirúvico.

 

2 CH3 – CO – COOH la_res3.jpg (773 bytes)2 C2H5 OH + 2 CO2
      ácido pirúvico                             alcohol etílico.

 

Cuando la glucosa es oxidada a alcohol etílico y anhídrido carbónico, se liberan 52 Kcal * mol-1 (217,71 KJ * mol-1). Muchos organismos pueden fermentar el ácido pirúvico en ácido láctico (fermentación láctica).

C6H 12O6 la_res3.jpg (773 bytes)2 ácido láctico + 52 Kcal * mol-1

En ciertas condiciones los tejidos vegetales pueden estar sujetos a bajas concentraciones de oxígeno (hipoxia) o ausencia total de oxígeno (anoxia). Condiciones que se dan bajo suelos inundados, en los que la concentración de oxígeno es muy baja, dificultando su difusión a las raíces, que entonces operan formando ácido láctico o alcohol etílico.

Podemos resumir la transformación de ácido pirúvico en el proceso glucolítico de la manera siguiente:

La fermentación alcohólica consiste de 11 reacciones enzimáticas, mostradas a continuación y en la Figura 1.

FIGURA 1.

 

glucolisis.jpg (117780 bytes)

 

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BALANCE DE ATP EN LA GLUCOLISIS

En la reacción de fosforilación de la glucosa mediante la acción de la glucokinasa, con la formación de la glucosa 6 – P se consume una molécula de ATP; así mismo en la conversión de la fructosa - 6 – P a fructosa 1, 6 di – P, se consume otra molécula de ATP.

En la reacción No. 6 catalizada por la enzima fosfoglicerokinasa, en la que el ácido 1, 3 difosfoglicérico se convierte en Ác.3 – fosfoglicérico se producen dos moléculas de ATP, así mismo se forman otras dos moléculas de ATP en la reacción 9, en la que el ácido fosfoenolpirúvico se transforma en ácido pirúvico, catalizada por la enzima kinasa pirúvica.

El balance neto es: 4ATP producidos menos 2ATP consumidos = 2ATP, si la energía de hidrólisis del ATP varía entre 7 – 8 Kcal * mol-1 (29,3 – 33,5 KJ * mol-1), entonces el balance energético de la glucólisis es de 16 Kcal * mol-1 (71 KJ * mol-1).

La eficiencia de la glucólisis se puede calcular entonces de la siguiente forma: (16/686) *100=2.3%.

La energía almacenada en la glucosa es de 686 Kcal * mol-1, en la glucólisis, se conserva solamente 2,3% de esta energía en forma de ATP, como se calculó anteriormente.

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RESPIRACIÓN AERÓBICA

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida totalmente en la mitocondria, este proceso se divide en dos fases. En la primera, el ácido pirúvico ingresa a la mitocondria donde es fraccionado y oxidado completamente hasta liberar CO2. Como oxidantes actúan coenzimas , que a su vez son reducidas. El hidrógeno unido a las coenzimas es transferido en la segunda fase al oxígeno molecular, con formación de agua.

La degradación del ácido pirúvico se lleva a cabo en la matriz mitocondrial, donde se encuentran las enzimas del ciclo de Krebs ( Hans Krebs postuló esta vía metabólica en 1937 y posteriormente recibió el premio Nobel por su trabajo) o de los ácidos tricarboxílicos, conocido también como ciclo del ácido cítrico. Los sistemas Red-0x del transporte de electrones se encuentran adosados a las crestas mitocondriales, terminando con la fosforilación oxidativa, la que ocurre tanto en bacterias aeróbicas como en las mitocondrias de células eucarióticas. Una versión resumida de las dos fases la vemos en la figura siguiente:

 

 

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DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL ÁCIDO PIRÚVICO (C-3)

Mediante la descarboxilación oxidativa del piruvato se forma acetil coenzima A ( Acetil CoA) o " ácido acético activado", como se muestra en la reacción N0 1 del ciclo del ácido cítrico, catalizada por el complejo enzimático de la deshidrogenasa pirúvica:

                             Ácido pirúvico + NAD + CoASH la_res3.jpg (773 bytes)Acetil CoA + NADH + H+ + CO2

La función primaria del ciclo del ácido cítrico es oxidar los grupos acetilo de la Acetil CoA, después que reaccionan con el ácido oxalacético, con la formación de ácido cítrico (C-6) ( reacción No 2). Después de una serie de reacciones enzimáticas , dos de los seis carbonos del ácido cítrico se oxidan a CO2 , regenerando por último una molécula de ácido oxalacético (C-4) para repetir de nuevo el ciclo. En cada vuelta del ciclo del ácido cítrico se producen tres moléculas de CO2; por lo que la oxidación de las dos moles de ácido pirúvico formadas en la fase glucolítica de la respiración aeróbica, requiere dos vueltas completas para formar 6 moles de CO2 . El CO2 producido se difunde fuera de la mitocondria o de la bacteria dejando la célula.

Por cada vuelta del ciclo se convierten 2 moléculas de NAD+ en 2 de NADH2 , una de FAD se transforma en FADH2 , una molécula de NADP se convierte en NADPH2 y una molécula de GDP(guanina difosfato) forma GTP(guanina trifosfato). En el citosol se generan como resultado de la vía glucolítica 2 moléculas de NADH2(NADH + H+ ).

La energía almacenada por la transferencia de electrones en esas moléculas , se va atransformar mediante la reacción de la fosforilación oxidativa en ATP ( como se observa en la Figura No 2).

El proceso de la oxidación del NADH2 , se puede representar de la siguiente forma:

NADH + H+ + 0,5 O2 la_res3.jpg (773 bytes)NAD+ + H2O

 

 

ciclo-de-krebs.jpg (119598 bytes)

 

 

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CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

Las enzimas que catalizan las reacciones del ciclo de Krebs se hallan en la matriz mitocondrial ; mientras que el sistema transportador de electrones se encuentra inmerso en las crestas mitocondriales. Mediante una serie de reacciones de oxido-reducción, los electrones se transfieren en cascada, ya sea desde el NADH o del FADH2 al oxígeno molecular para que se forme H2O. Parte de la energía del electrón es usada para fabricar ATP y el resto se libera como calor. En la reacción de oxidación del NADH se produce una separación de cargas, los protones (H+) permanecen en la solución acuosa, mientras que los electrones se transfieren a través de transportadores de electrones, que incluyen la ubiquinona y un sistema de citocromos.

Los citocromos son moléculas proteícas que poseen un anillo de porfirina con un átomo de hierro, denominado grupo heme, difieren entre si en su cadena proteíca y en la afinidad por los electrones .Así mismo, los citocromos transportan un solo electrón sin el respectivo protón. Se puede decir que los citocromos pasan "las papas calientes" ( electrones) a lo largo de la cadena transportadora de electrones, mientras que la energía liberada en el proceso es capturada en forma de ATP.

Debido a que cada molécula de citocromo contiene un átomo de hierro, por cada electrón transportado se requiere solamente un citocromo.

La secuencia de los transportadores de electrones en la respiración es:

 

Los electrones se transfieren desde el NADH al O2 a través de una serie de transportadores de electrones como se ilustra arriba. El complejo de citocromo (a+a3 ) se conoce como citocromo oxidasa; al final se transfieren 4 electrones, que con 4 H+ y una molécula de O2 forman 2 moléculas de H2O:

O2 + 4 H+ + 4 e- la_res3.jpg (773 bytes)2H2O

El flujo de electrones de la citocromo oxidasa al oxígeno, se puede inhibir con monóxido de carbono (CO ), ión cianuro (CN-) y azida (N-3 ). La rotenona inhibe el transporte de electrones del NADH a la coenzima Q.

Durante el transporte de electrones a través de la cadena respiratoria(transportadora de electrones) se forma ATP, mediante la fosforilación oxidativa en tres sitios: 1) cuando se transfieren dos electrones del NADH a la NADH deshidrogenasa, 2) cuando se teransfiere un electrón del Cit b al Cit c1 , 3) cuando se transfiere un electrón de la citocromo oxidasa al O2 .

 

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GRADIENTE DE PROTONES Y FOSFORILACION OXIDATIVA

La hipótesis quimio- osmótica de Peter Mitchell (1961), puede explicar la síntesis de ATP tanto en cloroplastos como en mitocondrias. La cual es un mecanismo de conservación de energía a través de las membranas biológicas, que se basa en la orientación asimétrica de los transportadores de electrones en el interior de la membrana interna de la mitocondria, lo que permite una transferencia de protones ( H+ ) desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembranal. Como la membrana interna de la mitocondria es impermeable a los protones ( H+ ), se establece un gradiente electroquímico, en el que el espacio intermembranal puede tener un pH de 5,5; mientras que el pH de la matriz, justo en la cara interna de la membrana puede llegar a 8,5, la diferencia ( 8,5 – 5,5 = 3) es de 3 unidades de pH, lo que significa que el espacio intermembranal es 1000 veces más ácido que la matriz, el gradiente de protones, fuerza protonmotriz, representa energía potencial. La única forma de que los protones entren a la matriz, es a través del complejo proteico de la ATP sintetása o ATPasa mitocondrial, sintetizando ATP según la reacción:

ADP + Pi la_res3.jpg (773 bytes)ATP

Este proceso se conoce como fosforilación quimiosmótica o fosforilación oxidativa.

ctde.jpg (46849 bytes)

ctde2.jpg (58554 bytes)

 

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BALANCE ENERGETICO DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA

A estas alturas estamos preparados para calcular que cantidad de energía, de la presente originalmente en la molécula de glucosa se recupera en forma de ATP. En la vía glucolítica en presencia de oxígeno, se forman directamente 2 ATP, más dos moléculas de NADH2 (de donde se forman 6 moléculas adicionales de ATP), la ganancia total no son 8 ATP como se podría calcular, sino 6; ya que el transporte de los dos electrones que aportan las 2 moléculas de NADH2 a través de la membrana mitocondrial implican un costo de 2 ATP.

La conversión del ácido pirúvico en acetil CoA origina 2 moléculas de NADH2 en el interior de la mitocondria, de tal forma que se originan 6 moléculas de ATP. En el ciclo de Krebs, por cada molécula de glucosa se forman 2 GTP que generan 2 ATP, 6 moléculas de NADH2 ( originan 18 moléculas de ATP) y 2 moléculas de FADH2 ( originan 4 moléculas de ATP), para un total de 24 ATP.

Resumiendo por molécula de glucosa oxidada, el número de moléculas de ATP formados es de 36 . Si la energía de hidrólisis del ATP varía entre 7-8 Kcal * mol –1 (29,3- 33,5 KJ* mol-1), entonces el balance energético de la respiración aeróbica es de 288 Kcal * mol-1 (1205 KJ* mol-1 ) . La eficiencia de la respiración aeróbica se puede calcular de la siguiente forma: 288/ 686 x 100= 42 %. En la respiración aeróbica se conserva aproximadamente el 42 % de la energía de la glucosa en forma de ATP.

 

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CICLO DE LAS PENTOSAS

Es una vía metabólica alternativa del metabolismo de los carbohidratos presente en tejidos vegetales. Las enzimas del ciclo de las pentosas se encuentran en el citoplasma soluble o citosol. Una de las funciones principales de este ciclo es actuar como una fuente de pentosas. Se conoce también como la vía catabólica de oxidación directa de la glucosa, formada por una serie de reacciones que transforman la glucosa en triosa fosfato y CO2. Por cada molécula de glucosa se produce solamente una molécula de CO2 . Algunas de las reacciones y enzimas de éste ciclo son comunes a la glucólisis. La reacción inicial es la conversión oxidativa de la glucosa-6-fosfato en 6-fosfogluconato, con la formación de NADPH2. La reacción siguiente es la oxidación del 6-fosfogluconato mediante una enzima que requiere NADP con la producción de ribulosa-5-fosfato y CO2. Las reacciones siguientes del ciclo llevan a cabo la conversión de la ribulosa-5-fosfato a otros metabolitos de la glucólisis como son el gliceraldehido-3-fosfato y la fructosa-6-fosfato. En estudios realizados en que se midió la liberación de 14CO2 a partir de glucosa marcada con 14C, se encontró que la vía metabólica dominante del flujo de carbono en muchos tejidos vegetales es la glucólisis representando de 80 a 95 % . Sin embargo la vía de los fosfatos de pentosas realizan su contribución, y ésta es más importante en la medida en que las plantas pasan de un estado meristemático a otro más diferenciado. Los tejidos vegetales enfermos generalmente oxidan la glucosa mediante el ciclo de las pentosas.



EL CICLO DEL GLIOXILATO Y LOS GLIOXISOMAS

Un gran número de semillas poseen como sustancias de reserva grasas o aceites(Tabla 11-1), las que existen principalmente como triglicéridos, en los que los ácidos grasos se encuentran enlazados mediante enlaces esteres a los tres grupos hidroxilos del glicerol. Los aceites son líquidos a temperatura ambiente , debido a la presencia de enlaces insaturados en los ácidos grasos ; mientras que las grasas son sólidas, por tener una alta proporción de ácidos grasos saturados.

Contenido de grasas de algunas semillas

Especie

Nombre común

% grasa en base al peso seco

Cocos nucifera

Coco

                   65

Ricinus communis

Ricino o tartago

                   60

Helianthus annuus

Girasol

                   50

Linum usitatissimum

Lino

                   35

Glycine max

Soya

                   20

Zea mays

Maíz

                    5

Triticum vulgare

Trigo

                    2

 

Cuando las semillas de estas plantas germinan, las grasas no se convierten en anhídrido carbónico y agua como sería de esperar, sino que en los tejidos de reserva como son los cotiledones y el endosperma se transforman en sacarosa, que es transportada al eje embrional. En el eje embrional se quema parcialmente y se incorpora parcialmente a los componentes orgánicos de los tejidos recientemente formados.

En el ciclo del glioxilato el combustible es la Acetil CoA, que se condensa con el oxalacetato para formar isocitrato. En este punto el ácido isocítrico se rompe en una reacción catalizada por la enzima isocitritasa, formando ácido succínico y ácido glioxílico. El glioxilato formado se condensa con otra molécula de Acetil CoA, para formar malato, reacción esta catalizada por la enzima malato sintetasa. El malato así formado se oxida formando oxalacetato, el cual se puede condensar con otra molécula de Acetil CoA, reiniciando el ciclo. Por cada vuelta del ciclo del glioxilato entran dos moléculas de Acetil CoA, y se forma una molécula de succinato que se usa en otros procesos de biosíntesis.

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CICLO DEL GLIOXILATO

 

Las enzimas del ciclo del glioxilato, principalmente la isocitritasa y la malato sintetasa se encuentran localizadas en unos organelos especiales llamados glioxisomas, que se encuentran rodeados por una membrana. Estos organelos están presentes solamente en células de plantas capaces de convertir grasas en azucares.

Recomendamos visitar: http://www.arrakis.es/~lluengo/biologia.html

 

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FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN LA TASA RESPIRATORIA

1. OXÍGENO.

La concentración de oxígeno en el aire es de 21%. Sí la concentración de oxígeno para un órgano completo disminuye por debajo del 5%, la tasa respiratoria también disminuye. Al disminuir la concentración de O2 se puede limitar la respiración. Se ha observado que cuando se elimina la testa de semillas de arveja, aumenta la tasa respiratoria, al compararlas con las semillas completas. Al eliminar la testa se elimina la barrera de difusión que impide la entrada del O2, favoreciendo la respiración.

Las condiciones de hipoxia, bajas concentraciones de oxígeno en la respiración de raíces de cebada (Hordeum vulgare L.) y arroz (Oryza sativa L.) la podemos ilustrar en el cuadro siguiente:

ESPECIE
ETANOL ( µmol * g-1 peso fresco )
+ O2
- O2
Hordeum vulgare L
2,81
20,87
Oryza sativa L.
1,29
3,68

Las raíces de cebada en ausencia de oxígeno tienen una mayor producción de etanol, que en presencia de oxígeno, lo que puede indicar un predominio de la fermentación alcohólica bien marcada en estas raíces. Así mismo, se observa en las raíces de arroz, pero menos marcada que en la cebada.

Muchas plantas desarrollan aerénquima, lo que facilita que el O2 difunda hacia las mitocondrias. Ej. Bora (Eichornia crasippes). En órganos completos como semillas y tubérculos, existe un gradiente de concentración de O2 que va de la periferia hacia el centro.

Cuando se cultivan plantas mediante hidroponía, se deben airear las soluciones nutritivas, lo que facilita el crecimiento de las raíces. Las plantas que crecen en terrenos inundados tienen limitado el suministro de oxígeno; sin embargo muchas especies como Tabebuia rosea (apamate),se adapta muy bien a crecer en suelos húmedos e inundados.

El arroz y el girasol poseen un aerénquima que se extiende desde las hojas a las raíces, el que suministra O2 a las raíces sumergidas.

Los árboles con raíces profundas en suelos anegados, pueden sobrevivir gracias a la respiración anaeróbica, o desarrollan también tejidos que suministran oxígeno a las raíces, así pueden desarrollar Neumatóforos, raíces que sobresalen la superficie del agua, y que proveen una vía gaseosa para que el oxígeno difunda al interior de estos órganos. Ejemplo de estos Neumatóforos se encuentran en Avicennia y Rhizophora, especies propias del manglar, que prosperan bajo condiciones de anegamiento.

La respiración edáfica se puede afectar no solamente por la temperatura, sino por la condición del suelo, si está desnudo o si tiene un cultivo.

Consumo de O2 y producción de CO2 en un suelo desnudo y bajo cultivo, en la estación de Rothamsted en verano e invierno.

Temperatura del suelo a 10 cm
17o C
3o C
Cultivado       Desnudo
Cultivado       Desnudo
Consumo de O2
24                  12
2,0               0,7
Producción de CO2
35                 16
3,0               1,2

2. TEMPERATURA.

La respiración aumenta entre 0o C a 30o C, sin embargo alcanza una meseta entre 40o C a 50o C. Por encima de esas temperaturas ocurre la inactivación de la maquinaria metabólica. Las plantas se aclimatan a bajas temperaturas aumentando su capacidad respiratoria, de tal forma que continúe la síntesis de ATP.

Las bajas temperaturas se utilizan para retardar la respiración pos- cosecha durante el almacenamiento de frutos y vegetales, aunque estas temperaturas se deben mantener con cuidado, para no ocasionar daños a los tejidos. Por ejemplo cuando los tubérculos de la papa (Solanum tuberosum) se almacenan por encima de 10o C, la respiración y otras actividades metabólicas son suficientes para que ocurra la brotación (grelación). Por debajo de 5o C se reduce la respiración y grelación, pero la hidrólisis del almidón y su conversión en sacarosa, le imparte un sabor dulce indeseable al tubérculo. Es por esto que los tubérculos de la papa se almacenan mejor entre 7o C y 9o C, que impide la hidrólisis del almidón, mientras que se minimiza la respiración y la germinación.

3. DIOXIDO DE CARBONO.

Comercialmente se almacenan frutos a bajas temperaturas, baja concentración de O2 que varía de 2 a 3 % y una concentración de CO2 de 3 a 5 %. Las bajas temperaturas reducen las tasas respiratorias de la misma forma que lo hace la baja concentración de O2.

El flujo de CO2 entre las plantas y la atmósfera mediante la fotosíntesis y la respiración es mucho mayor que el flujo de CO2 causado por la combustión de combustibles fósiles. De tal forma que una elevada concentración de CO2 en el futuro, tendrá un efecto en los cambios globales que ocurrirán en la atmósfera. Estudios de laboratorio han mostrado que una concentración de 700 ppm de CO2 no inhibe directamente la respiración de las plantas, sin embargo medidas en ecosistemas completos indican que la respiración por unidad de biomasa puede disminuir al aumentar la concentración de CO2 . Este mecanismo no está muy claro, y no es posible predecir la importancia de las plantas como sumidero del CO2 antropogénico.


 

 

 

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Este es un Material didáctico elaborado por:
Profesor de Fisiología Vegetal, Departamento de
Botánica, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales.
Universidad de Los Andes - Mérida - Venezuela
e-mail: rubenhg@ula.ve

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Revisado: 06 de septiembre de 2001 .

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