1. Glicolisi (1 ATP netto):
- La glicolisi avviene nel citoplasma ed è la fase iniziale della respirazione cellulare.
-Durante le fasi iniziali della glicolisi vengono consumate due molecole di ATP.
- Quattro molecole di ATP vengono prodotte successivamente nella glicolisi attraverso la fosforilazione dell'ADP a livello del substrato.
- Il guadagno netto derivante dalla glicolisi è di 4 ATP meno i 2 ATP utilizzati, risultando in 1 molecola netta di ATP.
2. Ciclo di Krebs (2 ATP netti):
- Il ciclo di Krebs avviene nella matrice mitocondriale.
- L'acetil CoA, derivato dalla scomposizione del glucosio o degli acidi grassi, entra nel ciclo.
- Durante il ciclo vengono generate molecole ad alta energia che vengono poi utilizzate per produrre ATP.
- Per ogni acetil CoA che entra nel ciclo vengono prodotte 3 molecole di NADH, 2 molecole di FADH2 e 1 molecola di GTP (che può essere scambiata con ATP).
- Ciò produce un totale di 12 potenziali molecole di ATP (3 NADH x 3 ATP + 2 FADH2 x 2 ATP + 1 GTP x 1 ATP).
- Tuttavia, nel ciclo vengono utilizzate 2 molecole di ATP per l'attivazione dell'acetil CoA, quindi il guadagno netto dal ciclo di Krebs è di 2 molecole di ATP.
3. Fosforilazione ossidativa (fino a 34 ATP netti):
- La fosforilazione ossidativa avviene nella membrana mitocondriale interna.
- Durante questo processo, il NADH e il FADH2 prodotti nella glicolisi e nel ciclo di Krebs fanno passare i loro elettroni attraverso la catena di trasporto degli elettroni, creando un gradiente elettrochimico protonico.
- L'ATP sintasi utilizza l'energia di questo gradiente per convertire l'ADP in ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.
- Vengono prodotte circa 3 molecole di ATP per ciascuna molecola di NADH e 2 molecole di ATP per ciascuna molecola di FADH2.
- La glicolisi e il ciclo di Krebs producono un totale di 10 molecole di NADH e 2 molecole di FADH2 per molecola di glucosio.
- Pertanto, la potenziale resa di ATP dalla fosforilazione ossidativa è 34 ATP (10 NADH x 3 ATP + 2 FADH2 x 2 ATP).
In sintesi:
- Glicolisi:1 ATP netto
- Ciclo di Krebs:2 ATP netti
- Fosforilazione ossidativa:fino a 34 ATP netti
Quando tutte le fasi vengono combinate, la scomposizione completa di una molecola di glucosio tramite la respirazione cellulare può potenzialmente produrre fino a 37 molecole nette di ATP (1 ATP netto dalla glicolisi, 2 ATP netti dal ciclo di Krebs e 34 ATP dalla fosforilazione ossidativa). Questo processo consente alla cellula di generare ATP, che è la valuta energetica primaria per le funzioni cellulari.
