Las bacterias nos vencieron a esto, mucho antes de que hubiera humanos. De hecho, lo hicieron mucho antes de que el oxígeno fuera abundante en el planeta.
El papel clave de Oxygen es funcionar como un aceptor de electrones terminal. En otras palabras, es como el terminal positivo de una batería. Los alimentos (como los carbohidratos) funcionan como terminales negativos. Los electrones fluyen de los alimentos al oxígeno y las células captan parte de esta energía a lo largo del camino, de forma similar a como una bombilla captura la energía en un circuito eléctrico.
Una variedad de otros compuestos puede funcionar como aceptores de electrones en bacterias y arqueas: nitrato, sulfato e incluso dióxido de carbono [1]. Pero, ¿son “mejores” que el oxígeno?
Desde el punto de vista de la energía obtenida, esa es la diferencia en el potencial redox entre el donador de electrones (alimento) y el aceptador de electrones – no. Son aceptores de electrones más débiles que el oxígeno.
Tanto el cloro como el flúor son oxidantes más fuertes que el oxígeno [2]. En principio, podríamos obtener más energía de nuestros alimentos al usarlos como aceptores terminales de electrones.
En la práctica, por supuesto, ambos gases son venenos mortales y el gas de cloro, en particular, es un notorio agente de guerra química. Estos gases fuertemente oxidantes no reaccionan de manera controlada con nuestros alimentos como lo hace el oxígeno, sino con todos nuestros tejidos. Básicamente nos queman a temperatura ambiente.
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Al igual que el gas oxígeno hace 2.5 billones de años. Las cianobacterias produjeron suficiente oxígeno a través de la fotosíntesis que alcanzó niveles tóxicos. Todos los organismos en ese punto habían evolucionado en una atmósfera con poco oxígeno y no eran capaces de controlar y desintoxicar el oxígeno molecular. El Gran Evento de Oxigenación dio lugar a organismos, nuestros antepasados directos, que podían controlar y luego usar oxígeno.
Los niveles de oxígeno todavía están estrechamente controlados en sus células y tejidos a fin de prevenir el daño oxidativo. Una de las proteínas más abundantes en su sangre, la catalasa, sirve para revertir la oxidación del agua en peróxido de hidrógeno que de otro modo lo mataría rápidamente.
Entonces sí, podemos hacer (y hemos hecho) mejores aceptadores de electrones que el oxígeno gaseoso. Pero no estamos adaptados para usarlos y son venenos.
Notas a pie de página
[1] Donantes y aceptadores de electrones en la respiración anaeróbica – Libro de texto abierto sin límites
[2] Comparando las Fortalezas de los Oxidantes y Reductores
