Ejercicio resuelto de Respiración celular · Biología · 2025

Un espeleólogo entra en una cueva donde el nivel de oxígeno ha descendido (<18,5%) por falta de ventilación.

a) ¿Qué proceso metabólico se puede ver afectado por esta situación de bajo oxígeno? (0,5 puntos)
b) ¿Cómo afectaría a nivel celular y qué consecuencias tendrá en la actividad física del espeleólogo? (0,5 puntos)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{ver}}\mathbf{\text{afectado}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{situaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{bajo}}\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno?}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El proceso afectado es la respiración celular aerobia y, dentro de ella, la fase que depende directamente del oxígeno: la cadena transportadora de electrones y la fosforilación oxidativa que tienen lugar en la membrana mitocondrial interna.

El oxígeno es el aceptor final de los electrones que la cadena va transfiriendo; si escasea, los electrones no encuentran salida, la cadena se detiene y con ella el bombeo de protones que hace funcionar a la ATP-sintasa.

La glucólisis, en cambio, no se ve afectada, porque es una vía anaerobia que transcurre en el citosol.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{afectar}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{nivel}}\mathbf{\text{celular}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consecuencias}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{actividad}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sica}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{espele}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{logo?}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

A nivel celular, al detenerse la cadena respiratoria se acumulan NADH y ${\text{FADH}}_2$ sin reoxidar, y con ellos también se frena el ciclo de Krebs. Para poder seguir regenerando ${\text{NAD}}^{+}$ y mantener la glucólisis, la célula recurre a la fermentación láctica: el piruvato se reduce a ácido láctico.

El rendimiento energético cae en picado, de unos $30\text{-}32$ ATP por glucosa a solo $2$, de modo que la célula consume mucha más glucosa para obtener mucha menos energía.

En el espeleólogo, la consecuencia es una fatiga muscular rápida, con dolor y calambres por la acumulación de ácido láctico, aumento de la frecuencia cardíaca y respiratoria, y disminución de la capacidad de esfuerzo. Como las neuronas dependen casi por completo del metabolismo aerobio, aparecen además mareo, confusión y pérdida de coordinación, con riesgo de pérdida de conciencia si la situación se prolonga.