La respirazione è il modo in cui le cellule convertono il cibo in energia. Durante la prima fase di questo processo, le molecole di glucosio si scindono in molecole di una sostanza a base di carbonio chiamata piruvato. Se l'ossigeno non è presente, il ciclo respiratorio non prosegue oltre lo stadio di glicolisi. Questo tipo di respirazione - senza ossigeno - è noto come respirazione anaerobica.

La glicolisi spiegata

La glicolisi si verifica sia nella respirazione aerobica che nella respirazione anaerobica. Durante questa fase, ciascuna molecola di glucosio si divide a metà, formando due molecole di piruvato. Se l'ossigeno è presente, il piruvato si rompe ulteriormente in diossido di carbonio, ioni idrogeno e una molecola di trasporto degli elettroni chiamata NADH (la forma ridotta di nicotinammide-adenina dinucleotide). Se l'ossigeno non è presente, il piruvato fermenta. Nelle piante, la fermentazione crea alcol etanolo; negli animali, la fermentazione crea acido lattico.

Trucco chimico del piruvato

Ogni molecola di piruvato è costituita da tre molecole di carbonio e sei molecole di idrogeno. Quando il piruvato viene creato, viene rilasciata una piccola quantità di energia.

Spiegazione della fermentazione

Secondo il documento della Royal Society of Chemistry "Chemistry for Biologists, le cellule devono generare continuamente una molecola di trasporto di elettroni chiamata NAD + (la forma ossidata di nicotinammide-adenina dinucleotide) per continuare l'esecuzione della glicolisi: senza ossigeno, questa molecola non viene generata in quantità sufficienti per mantenere il corpo in movimento, quindi le cellule devono subire una reazione chimica diversa per generare NAD +.

Respirazione ed esercizio anaerobico

Quando le persone si esercitano, a volte l'apporto di ossigeno necessario per alimentare i muscoli si esaurisce più rapidamente di quanto possa essere ripristinato. Le cellule muscolari passano temporaneamente alla respirazione anaerobica per generare energia: l'acido lattico si accumula nei muscoli come conseguenza di questo processo.La sovrasaturazione dell'acido lattico porta a crampi muscolari e affaticamento.

Respirazione anaerobica ed energia

Tutta la respirazione genera energia per le cellule in modo che possano svolgere funzioni vitali. Tuttavia, la respirazione anaerobica fornisce molta meno energia della respirazione aerobica. Secondo "Chimica per biologi", la respirazione anaerobica fornisce solo il 10 percento dell'energia fornita dalla respirazione aerobica. Una piccola quantità di energia è generata dalla scissione del glucosio in piruvato, ma il piruvato richiede ulteriore rottura e combinazione con l'ossigeno per generare una grande quantità di energia.