Respirazione cellulare

Respirazione cellulare

In ogni organismo vivente avvengono continuamente reazioni metaboliche. Alcuni degli elementi introdotti con la nutrizione sono usati per sintetizzare i materiali necessari per le strutture cellulari, altri sono usati come carburante per la respirazione cellulare, un processo che libera l’energia accumulata nel cibo. Questa energia, necessaria per la sintesi e per altre forme di lavoro cellulare, viene liberata sotto forma di ATP.

Caratteristiche della respirazione cellulare

La respirazione cellulare è un processo catabolico, esoergonico, che richiede ossigeno e usa energia estratta dalle macromolecole (glucosio) per produrre energia (ATP) e acqua. È costituita da una serie di conversioni enzimatiche: l’ossidazione controllata e graduale degli zuccheri infatti conserva l’energia in forma utilizzabile. Gli enzimi catalizzano l’ossidazione attraverso una serie di piccole tappe in cui l’energia viene trasferita.

Tappe della respirazione cellulare

La respirazione cellulare si costituisce di quattro tappe fondamentali:

• Glicolisi anaerobia (nel citoplasma)
• Formazione dell’acetil coenzima A (nella matrice mitocondriale)
• Ciclo di Krebs (nella matrice mitocondriale)
• Fosforilazione ossidativa (sulle creste mitocondriali)

La glicolisi

Una molecola di glucosio è convertita in due molecole di piruvato con un guadagno netto di due molecole di ATP e due molecole di NADH. La glicolisi si può suddividere in due fasi. Le prime 5 reazioni sono dette fase di investimento; la molecola di glucosio viene scissa in 2 molecole di gliceraldeide-3-fosfato e vengono consumate 2 molecole di ATP per trasferire i gruppi fosfato sugli intermedi della glicolisi. Le ultime 5 reazioni sono dette fase di rendimento e ossidano le molecole di gliceraldeide a piruvato, con una produzione di 4 molecole di ATP. La glicolisi comprende quindi in tutto dieci reazioni.

Formazione dell’acetil coenzima A nella matrice mitocondriale

Composizione chimica dei mitocondri: La membrana mitocondriale esterna contiene lipidi 40/50% (fosfolipidi–fosfatidilcolina), contro il 21% presente in quella interna. La membrana mitocondriale interna (simile alla membrana plasmatica dei batteri) contiene cardiolipina ed è quasi del tutto priva di colesterolo. Ciclo vitale e biogenesi: dopo una breve fase di accrescimento, i...