Di Chris Deziel | Aggiornato il 30 agosto 2022
La respirazione cellulare è il processo mediante il quale gli organismi viventi convertono il glucosio e l'ossigeno in energia utilizzabile sotto forma di adenosina trifosfato (ATP). Questo ATP può quindi alimentare reazioni biochimiche, supportare la sintesi di DNA e RNA e sostenere le funzioni cellulari.
Una molecola di glucosio reagisce con sei molecole di ossigeno per produrre sei molecole di anidride carbonica, sei molecole di acqua e fino a 38 molecole di ATP:
C6 H12 O6 +6O2 → 6CO2 + 6H2 O + 36–38 ATP
Sebbene la reazione complessiva sia una singola equazione, il processo si svolge in quattro fasi distinte che insieme massimizzano la produzione di ATP:
Si verifica nel citoplasma. Un singolo glucosio (C6 H12 O6 ) è diviso in due molecole di acido piruvico (C3 H4 O3 ), generando un guadagno netto di due molecole di ATP e due di NADH.
Il piruvato entra nel mitocondrio e viene convertito in acetil‑CoA, producendo NADH e rilasciando CO2 .
L'acetil‑CoA entra nel ciclo di Krebs, dove ogni giro genera 3 NADH, 1 FADH2 , 1 GTP (convertito in ATP) e due CO2 molecole.
Situato nella membrana mitocondriale interna, questo complesso trasferisce elettroni da NADH e FADH2 all'ossigeno, pompando protoni per creare un gradiente che guida l'ATP sintasi. Questa fase produce la maggior parte dell'ATP:circa 28-30 molecole per glucosio.
Quando i grassi o le proteine fungono da fonte di energia, vengono prima scomposti in acetil‑CoA (grassi tramite β‑ossidazione; proteine tramite deaminazione di amminoacidi) e quindi entrano nel ciclo di Krebs, producendo totali di ATP comparabili.
Resa massima teorica:38 ATP per glucosio. La resa pratica negli eucarioti è tipicamente di 36 ATP a causa delle inefficienze dello shuttle.
Riferimento:Principi di biochimica Lehninger, 7a edizione, 2018.
