La respirazione cellulare aerobica si riferisce a un processo in cui le cellule usano l'ossigeno per convertire il cibo immagazzinato in energia. Senza questo trasferimento di energia, le cellule non possono eseguire compiti vitali necessari per la sopravvivenza dell'organismo. Quando l'ossigeno non è disponibile, alcune cellule possono eseguire la respirazione anaerobica; questo tipo di respirazione produce molta meno energia.

Tutta la respirazione cellulare inizia con il processo della glicolisi. In questo processo, il glucosio viene scomposto in due molecole a base di carbonio chiamate piruvato o acido piruvico. Durante questo processo, vengono generate due molecole di Adenosinse Tri-Phosphate (ATP). L'ATP è un nucleotide che fornisce energia cellulare.

Se l'ossigeno è presente, il piruvato viene ulteriormente scomposto in anidride carbonica, carbone sciolto e una molecola di trasporto degli elettroni chiamata NADH. Se l'ossigeno non è presente, il piruvato passa attraverso un processo chiamato fermentazione, che produce alcol o acido lattico. Questa è la fine del ciclo respiratorio anaerobico.

Nella respirazione aerobica, il NADH e il carbonio sciolto attraversano una serie di complesse reazioni chimiche note come il ciclo di Krebs. Il ciclo di Krebs genera altre otto molecole di NADH e due molecole di un'altra molecola di trasporto di elettroni chiamata FADH2. Il NADH e il FADH2 trasportano gli elettroni nelle celle dove sono usati per generare ATP. Gli elettroni esauriti si combinano con l'idrogeno e l'ossigeno per produrre acqua, che viene eliminata dal corpo.

Scopo della respirazione cellulare aerobica

L'obiettivo della respirazione cellulare aerobica è generare ATP per riempire l'energia delle cellule esigenze. Le cellule richiedono energia per svolgere una varietà di compiti nel corpo, tra cui l'alimentazione dei muscoli, il mantenimento degli organi vitali, la divisione cellulare e la replicazione.

Quando l'ossigeno non è disponibile

Se l'ossigeno non è disponibile, alcune cellule possono eseguire la respirazione anaerobica per un periodo di tempo limitato. Ad esempio, quando si esercita a volte l'ossigeno si esaurisce più velocemente di quanto possa essere ripristinato. In questa situazione, le cellule muscolari svolgono la respirazione anaerobica, che provoca l'accumulo di acido lattico nei muscoli. L'accumulo di acido lattico provoca affaticamento muscolare.

Depressione di ossigeno

L'esaurimento di ossigeno può portare alla perdita di coscienza e alla morte. A livello cellulare, è necessario l'ossigeno per generare ATP; senza cellule ATP non avrà energia per funzionare. Importanti segnali nervosi come i segnali che causano battito cardiaco e espansione e contrazione dei polmoni non possono essere inviati lungo il midollo spinale senza ATP.

Respirazione cellulare aerobica nelle piante

Molte persone credono erroneamente che le piante non hanno bisogno di ossigeno La differenza tra piante e animali è che le piante producono il loro cibo attraverso la fotosintesi, che viene poi convertita in energia attraverso la respirazione cellulare; gli animali procurano cibo mangiando piante o altri animali.

Le piante eseguono sia la fotosintesi che la respirazione aerobica durante il giorno. Di notte, la fotosintesi cessa ma continua la respirazione aerobica.

La privazione dell'ossigeno porta alla morte sia nelle piante che negli animali.