La respirazione cellulare è il processo mediante il quale le cellule convertono il glucosio (uno zucchero) in anidride carbonica e acqua. Nel processo, viene rilasciata energia sotto forma di una molecola chiamata adenosina trifosfato, o ATP. Poiché l'ossigeno è necessario per alimentare questa reazione, la respirazione cellulare è anche considerata un tipo di reazione di "combustione" in cui una molecola organica (glucosio) viene ossidata o bruciata, rilasciando energia nel processo.

Le cellule richiedono energia ATP per svolgere tutte le funzioni necessarie alla vita. Ma di quanto ATP abbiamo bisogno? Se le nostre cellule non sostituissero costantemente l'ATP attraverso la respirazione cellulare, consumeremmo quasi tutto il nostro peso corporeo in ATP in un giorno.

La respirazione cellulare avviene in tre fasi: glicolisi, ciclo dell'acido citrico e fosforilazione ossidativa.
Enzimi

Gli enzimi sono proteine che catalizzano, o influenzano la velocità, delle reazioni chimiche senza essere alterate nel processo. Enzimi specifici catalizzano ogni reazione cellulare.

Il ruolo principale degli enzimi durante la reazione respiratoria è di aiutare a trasferire gli elettroni da una molecola all'altra. Questi trasferimenti sono chiamati reazioni "redox", in cui la perdita di elettroni da una molecola (ossidazione) deve coincidere con l'aggiunta di elettroni a un'altra sostanza (riduzione).
Glicolisi

Questo primo passo della respirazione la reazione ha luogo nel citoplasma, o fluido, della cellula. La glicolisi consiste in nove reazioni chimiche separate, ciascuna catalizzata da un enzima specifico.

I protagonisti chiave della glicolisi sono l'enzima deidrodgenasi e un coenzima (aiutante non proteico) chiamato NAD +. La deidrodgenasi ossida il glucosio rimuovendo due elettroni da esso e trasferendoli su NAD +. "diviso" in due molecole di piruvato, che continuano la reazione.
Il ciclo dell'acido citrico

Il secondo passaggio della reazione respiratoria avviene all'interno di un organello cellulare chiamato mitocondri, che a causa del loro ruolo nella produzione di ATP sono chiamati "fabbriche di energia" per la cellula.

Poco prima dell'inizio del ciclo dell'acido citrico, il piruvato viene "curato" per la reazione convertendolo in una sostanza ad alta energia chiamata acetile coenzima A, o acetil-CoA.

Gli enzimi specifici situati nei mitocondri alimentano quindi le numerose reazioni che compongono il ciclo dell'acido citrico (noto anche come ciclo di Krebs) riorganizzando i legami chimici e partecipando a più reazioni redox .

Al completamento di questo passaggio, le molecole che trasportano elettroni lasciano il ciclo dell'acido citrico e iniziano il terzo passaggio.
Fosforilazione ossidativa

Il passaggio finale della reazione respiratoria, chiamato anche catena di trasporto degli elettroni, è dove entra gy payoff si verifica per la cella. Durante questa fase l'ossigeno guida una catena di movimenti di elettroni attraverso la membrana dei mitocondri. Questo trasferimento di elettroni alimenta la capacità dell'enzima ATP sintasi di produrre 38 molecole di ATP.