La respirazione cellulare è un processo in cui l'energia viene estratta dal cibo che si mangia per rendere l'energia disponibile alle cellule in modo che possano rimanere in vita. Questo processo è vitale per la tua sopravvivenza; il veleno mortale cianuro ti uccide solo bloccando questo processo. Quando le cellule si riempiono, assorbono zucchero e ossigeno e rilasciano anidride carbonica e acqua come rifiuti. Le piante e altri organismi fotosintetici possono riciclare i rifiuti per produrre zuccheri e ossigeno attraverso la fotosintesi; altri organismi, tuttavia, non possono, e quindi gli zuccheri, l'ossigeno e i rifiuti non sono in genere riciclati.
Prodotti riciclati
Alcuni dei composti coinvolti nella respirazione cellulare vengono riciclati. Adenosina trifosfato, o ATP, per esempio, è un composto che le tue cellule usano come accumulo di energia. Quando l'ATP si scompone in adenosina difosfato, o ADP, e un gruppo fosfato, l'energia viene rilasciata e le tue cellule sfruttano questo problema accoppiando la rottura dell'ATP a un'ampia gamma di altre reazioni chimiche. Durante la respirazione cellulare le tue cellule prendono l'energia che estraggono dallo zucchero e la usano per aggiungere un gruppo fosfato su ADP, trasformandolo in ATP. Quindi ADP, fosfato e ATP sono essenzialmente parte di un ciclo.
Carburante
Il primo input nella respirazione cellulare che non viene riciclato è il carburante. Il combustibile più comune per la respirazione cellulare è lo zucchero sotto forma di glucosio, sebbene altri composti ricchi di energia come zuccheri e grassi di fruttosio possano essere scomposti anche per l'energia. In ogni caso, il carburante viene distrutto attraverso la respirazione cellulare e non viene riciclato. Se l'ossigeno è presente, le tue cellule convertiranno il combustibile in acqua di scarico e anidride carbonica. In assenza di ossigeno, le tue cellule convertono il combustibile in un prodotto di scarto chiamato acido lattico.
Accettatore di elettroni
L'altro ingresso nella respirazione cellulare che non viene riciclato è l'accettore di elettroni, un sostanza chimica che accetta elettroni prelevati dal carburante durante la respirazione cellulare. L'accettore di elettroni più comune, e quello utilizzato da tutte le piante e gli animali, è l'ossigeno. Alcuni batteri usano invece altri accettori di elettroni, come il solfato. In entrambi i casi, l'accettore di elettroni non viene riciclato ma viene convertito in prodotti di scarto come anidride carbonica e acqua nel caso dell'ossigeno.
Rifiuti
Per organismi unicellulari, smaltimento di prodotti di scarto non riciclati come l'anidride carbonica e l'acqua sono facili; i rifiuti della respirazione cellulare si diffondono nell'acqua circostante allo stesso modo in cui una goccia di colorante alimentare si diffonde attraverso un bicchiere d'acqua. Gli esseri umani e altri animali smaltiscono il biossido di carbonio trasportandolo attraverso i loro flussi sanguigni e espirandolo dai polmoni o dalle branchie. Gli insetti trasportano l'anidride carbonica attraverso la loro emolinfa, il fluido che bagna le loro cellule ed espirano attraverso le aperture del loro scheletro esterno. Le piante hanno pori chiamati stomi nella parte inferiore delle loro foglie; l'anidride carbonica e il vapore acqueo possono diffondersi dentro e fuori da questi pori. Le piante e altri organismi fotosintetici, come le alghe, sono un caso particolare: anidride carbonica e acqua fungono anche da input per la fotosintesi. Questo processo immagazzina l'energia solare producendo zuccheri dall'anidride carbonica e dall'acqua, così nelle piante, l'anidride carbonica e l'acqua possono effettivamente essere riciclate. In effetti, la quantità di anidride carbonica consumata dall'impianto supera la quantità che emette.
