Para explicar por qué necesitamos oxígeno, primero debemos entender cómo funciona el metabolismo. La reacción general para el metabolismo es:
Glucosa (C6H12O6) + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + Energía
Obviamente, el oxígeno es necesario para que ocurra esta reacción, pero ¿por qué?
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En realidad, esta reacción es una simplificación excesiva, y en realidad se compone de muchas reacciones químicas más pequeñas. Para mantener las cosas tan simples como sea posible, las células de nuestro cuerpo tienen orgánulos llamados mitocondrias, a los que comúnmente se les conoce como el “centro neurálgico de la célula”. Las mitocondrias son responsables de generar la mayor parte de la energía que usamos. Para las células, la energía que se produce se usa para construir una molécula llamada trifosfato de adenosina (ATP). El ATP es como la moneda energética de la célula. Como probablemente haya adivinado, el ATP contiene tres fosfatos, y cada vez que retira uno de los fosfatos del ATP, libera una gran cantidad de energía que se puede utilizar para llevar a cabo muchas de las reacciones químicas importantes en nuestro cuerpo. Básicamente la reacción es como:
ATP -> ADP (difosfato de adenosina) + Fosfato + Energía.
Para producir ATP, las mitocondrias en nuestras células usan un montón de enzimas para bombear iones de hidrógeno (H +) desde un compartimento interno llamado matriz hacia un compartimento externo llamado espacio intermembrana. Cuando bombeamos los iones de hidrógeno en el espacio intermembrana, la concentración de H + en ese compartimento aumenta, por lo que los iones H + quieren difundirse naturalmente de nuevo en la matriz hasta que las concentraciones en ambos compartimentos sean iguales. Sin embargo, esto se evita porque H + no puede atravesar la membrana que separa los compartimentos. En cambio, el H + solo puede fluir a través de una enzima llamada ATP sintasa que funciona como un motor que adhiere un fosfato a un ADP para crear un nuevo ATP. El H + que fluye a través de la enzima funciona como un molino de agua donde los iones H + actúan como el agua. Este “molino de agua” hace girar algunos engranajes que fuerzan un fosfato y un ADP tan juntos que se adhieren para formar una nueva molécula de ATP.
Para crear el H + necesario para alimentar nuestro molino de agua, utilizamos dos moléculas llamadas FADH y NADH.
NADH–> H + + (NAD +) + 2e-
FADH–> H + + (FAD +) + 2e-
Al final, nuestras mitocondrias deben hacer algo con los electrones sobrantes porque si se les permite flotar, reaccionarán de inmediato con cualquier molécula aleatoria que encuentren primero, lo que sería malo. Aquí es donde entra el oxígeno. Según su posición en la tabla periódica, al oxígeno le encantan los electrones. El oxígeno tomará electrones de lo que pueda encontrar, lo que lo convierte en una molécula bastante conveniente para volcar esos electrones adicionales. Le damos a los electrones extra O2, que reacciona parte del H + adicional que se acumula creando las moléculas de agua que vio en la reacción general. Básicamente, necesitamos oxígeno porque nos permite deshacernos de los electrones sobrantes de la generación de ATP.
Es importante tener en cuenta que no todos los organismos hacen esto todo el tiempo. Por ejemplo, si está usando ATP más rápido de lo que puede respirar oxígeno (como si está corriendo o sosteniendo el respirador bajo el agua), su cuerpo comienza a usar una molécula llamada piruvato en lugar de oxígeno para deshacerse de los electrones adicionales. Esto produce ácido láctico, que es lo que hace que tus músculos se quemen cuando haces ejercicio.
Diferentes organismos hacen cosas ligeramente diferentes. Por ejemplo, cuando la levadura no tiene suficiente oxígeno, también usan piruvato para deshacerse de sus electrones adicionales, pero en lugar de producir ácido láctico, producen etanol (alcohol), que es como se elaboran la cerveza y el vino.
Además, lo que Dipkanya Das dijo sobre el oxígeno como esencial para la vida no es realmente cierto. Se requiere oxígeno para su uso y para que todos los demás animales sobrevivan, pero para algunas bacterias (como las que se encuentran en el intestino que lo ayudan a digerir los alimentos), el oxígeno está demasiado hambriento de electrones en realidad los mata porque roba electrones de cosas que no se supone. Incluso para los humanos, respirar al 100% durante un período prolongado de tiempo no es bueno para nosotros porque puede reaccionar con muchas cosas dentro de nuestro cuerpo si la concentración aumenta demasiado.
