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La glicosi

La cellula degrada sostanze complesse in molecole più semplici mediante reazioni ossidative (comportano perdita di elettroni), che producono ATP. Le reazioni possono verificarsi in presenza o assenza di ossigeno.
Il processo degradativo che si realizza in assenza di ossigeno viene definito glicolisi o “respirazione anaerobica” e libera solo una parte déll’energia chimica dei substrati. Molto più efficienti sono invece i processi ossidativi che comportano l’utilizzazione dell’ossigeno (respirazione aerobica), poiché ossidano in maniera più spinta, sino ad H20 e CO2, con una elevata resa energetica, le molecole a tre atomi di carbonio prodotte nell’anaerobiosi.
Le sostanze utilizzate dalla cellula vengono scisse nelle subunità costituenti; i polisaccaridi come l’amido, ad esempio,vengono scissi in monosaccaridi ; i grassi in glicerolo ed acidi grassi, le proteine in amminoacidi . Nella glicolisi le molecole vengono poi degradate in frammenti a tre atomi di carbonio; il processo si verifica nel citoplasma e avviene nella maggior parte dei procarioti e in tutti gli eucarioti.

In questo processo noto anche come Ciclo di Embden-MeyerhofParnas il glucosio viene convertito in due molecole acido piruvico (piruvato) attraverso undici tappe, ciascuna catalizzata da un enzima specifico ; in assenza di ossigeno, l'acido piruvico viene ridotto in acido lattico dal coenzima NADH (NAD ridotto), che si riossida e ritorna nel ciclo.
L’energia che si libera durante queste trasformazioni viene conservata in due moli di ATP. La reazione complessiva è:

[math]glucosio+ADP+2Pi+2NAD^{+} = 2piruvato+2NADH+2ATP[/math]

NAD = nicotinammide adenin dinucleotide.

Si ritiene che la glicolisi anaerobica sia il processo più antico, adottato dalle prime forme di vita; esso costituisce l’unico meccanismo ossidativo di molti microrganismi (Batteri e Protozoi), detti anaerobi obbligati, e la prima fase dell’utilizzazione dei carboidrati nelle cellule degli organismi superiori.
Per gli organismi anaerobi il processo può portare anche alla formazione dell’acido lattico, dell'alcool etilico,dell’acido acetico; in questi casi si parla di fermentazione e più specificamente di fermentazione lattica, alcoolica o acetica in relazione alle molecole prodotte.

Nella fermentazione lattica si ha:
Piruvato + NADH = lattato + NAD+

In questo modo il NAD viene rigenerato e può di nuovo essere impegnato nella glicolisi. Il lattato si accumula anche nelle cellule muscolari degli animali,degli atleti sottoposti ad una intensa attività fisica, quando il tessuto muscolare non dispone delle necessarie quantità di ossigeno.

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