La respirazione cellulare aerobica è il processo mediante il quale le cellule usano l'ossigeno per aiutarle a convertire il glucosio in energia. Questo tipo di respirazione avviene in tre fasi: glicosi; il ciclo di Krebs; e fosforilazione del trasporto di elettroni. L'ossigeno non è necessario per la glicosi, ma è necessario per il resto delle reazioni chimiche.

Respirazione cellulare

La respirazione cellulare è il processo attraverso il quale le cellule rilasciano energia dal glucosio e la trasformano in una forma utilizzabile chiamata ATP. L'ATP è una molecola che fornisce una piccola quantità di energia alla cellula, che fornisce carburante per svolgere compiti specifici.

Esistono due tipi di respirazione: anaerobica e aerobica. La respirazione anaerobica non utilizza l'ossigeno. La respirazione anaerobica produce lievito o lattato. Durante l'attività fisica, l'organismo utilizza l'ossigeno più rapidamente di quanto non lo sia; la respirazione anaerobica fornisce lattato per mantenere i muscoli in movimento. L'accumulo di lattato e la mancanza di ossigeno sono le ragioni dell'affaticamento muscolare e della respirazione affannosa durante l'esercizio fisico.

Respirazione Aerobica

La respirazione aerobica avviene in tre fasi. Il primo stadio è chiamato glicolisi e non richiede ossigeno. In questa fase, le molecole di ATP sono utilizzate per aiutare ad abbattere il glucosio in una sostanza chiamata piruvato, una molecola che trasporta gli elettroni chiamati NADH, altre due molecole di ATP e anidride carbonica. Il biossido di carbonio è un prodotto di scarto e viene rimosso dal corpo.

Il secondo stadio è chiamato ciclo di Krebs. Questo ciclo consiste in una serie di reazioni chimiche complesse che generano NADH addizionale.

Lo stadio finale è chiamato fosforilazione del trasporto di elettroni. Durante questo stadio, il NADH e un'altra molecola trasportatrice chiamata FADH2 trasportano elettroni nelle cellule. L'energia degli elettroni viene convertita in ATP. Una volta che gli elettroni sono stati usati, vengono donati agli atomi di idrogeno e ossigeno per produrre acqua.

















Durante questa fase, ogni molecola di glucosio viene scomposta in una molecola a base di carbonio chiamata piruvato, due molecole di ATP e due molecole di NADH.

Una volta che questa reazione si è verificata, il piruvato passa attraverso un'ulteriore reazione chimica chiamato fermentazione. Durante questo processo, gli elettroni vengono aggiunti al piruvato per generare NAD + e lattato.

Nella respirazione aerobica, il piruvato viene ulteriormente degradato e combinato con l'ossigeno per creare anidride carbonica e acqua, che vengono eliminate dal corpo.

Ciclo di Krebs

Il piruvato è una molecola a base di carbonio; ogni molecola di piruvato contiene tre molecole di carbonio. Solo due di queste molecole vengono utilizzate per creare anidride carbonica nella fase finale della glicolisi. Quindi, dopo la glicolisi, c'è del carbone sciolto che galleggia intorno. Questo carbonio si lega a vari enzimi per creare sostanze chimiche utilizzate in altre capacità nella cellula. Le reazioni al ciclo di Krebs generano anche altre otto molecole di NADH e due molecole di un altro trasportatore di elettroni chiamato FADH2.

Fosforilazione del trasporto di elettroni

NADH e FADH2 portano gli elettroni a membrane cellulari specializzate, dove vengono raccolti creare ATP. Una volta che gli elettroni sono utilizzati, si impoveriscono e devono essere rimossi dal corpo. L'ossigeno è essenziale per questo compito. Gli elettroni usati si legano all'ossigeno; queste molecole si legano alla fine con l'idrogeno per formare l'acqua.