La respirazione cellulare è un insieme di reazioni chimiche nelle cellule che convertono l'energia biochimica dei nutrienti in adenosina trifosfato (ATP) e quindi rilasciano prodotti di scarto. La respirazione cellulare è essenziale per la sopravvivenza di tutti gli organismi viventi perché l’ATP funge da principale valuta energetica per le cellule.

La reazione chimica complessiva per la respirazione cellulare è:

$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \textbf{energia} (come ATP)$$

Questa reazione mostra che una molecola di glucosio (C6H12O6) viene scomposta in presenza di sei molecole di ossigeno (6O2) per produrre sei molecole di anidride carbonica (6CO2), sei molecole di acqua (6H2O) ed energia sotto forma di ATP.

Il processo di respirazione cellulare avviene in tre fasi principali:glicolisi, ciclo di Krebs (ciclo dell'acido citrico) e fosforilazione ossidativa. La glicolisi avviene nel citoplasma e comporta la scomposizione del glucosio in piruvato, generando una piccola quantità di ATP e NADH (nicotinammide adenina dinucleotide). Le molecole di piruvato entrano quindi nel ciclo di Krebs, che si verifica nei mitocondri e scompone ulteriormente il piruvato per generare più ATP, NADH e FADH2 (flavina adenina dinucleotide). Infine, la fosforilazione ossidativa avviene nella membrana mitocondriale interna, dove l’energia immagazzinata in NADH e FADH2 viene utilizzata per generare la maggior parte dell’ATP attraverso un processo chiamato chemiosmosi.

La respirazione cellulare è un processo complesso e strettamente regolato, cruciale per la produzione di energia nelle cellule. Permette agli organismi di convertire l’energia chimica immagazzinata nel cibo in ATP, che può poi essere utilizzata per alimentare vari processi cellulari essenziali per la vita.