Respirazione cellulare

Il termine respirazione cellulare è usato in biochimica in senso microscopico, per riferirsi ai processi molecolari che implicano consumo di O2 e la formazione di CO2 da parte della cellula. Con il termine più generico di respirazione, si intende il processo macroscopico che consiste nell’assunzione di O2 e nel rilascio di CO2 da parte di organismi multicellulari. La respirazione cellulare avviene in tre fasi principali: produzione di Acetil-CoA, ossidazione dell’Acetil-CoA, trasferimento degli elettroni e fosforilazione ossidativa. Le definizioni della respirazione cellulare sono varie e tutte evidenziano la sua importanza nel metabolismo.

Respirazione cellulare – Produzione di Acetil-CoA

In un primo stadio le molecole organiche (soprattutto carboidrati e lipidi) vengono trasformate in acetil-CoA (acetil coenzima A) attraverso varie vie metaboliche (glucosio = glicolisi – lipidi = Beta ossidazione).

Respirazione cellulare – Ossidazione dell’Acetil-CoA

Nella seconda fase della respirazione cellulare, l’acetil-CoA viene ossidato a CO2 attraverso il Ciclo di Krebs. Quindi grazie a questo ciclo si completa l’ossidazione del glucosio (che nella glicolisi è solo parziale) e dei lipidi (sempre parziale con la Beta ossidazione). Durante il ciclo di Krebs vengono prodotte 4 molecole di trasportatori di elettroni ridotti (3 molecole di NADH e 1 molecola di FADH2), una molecola di nucleoside trifosfato (ATP o GTP) e 2 molecole di CO2. La sintesi dei trasportatori di elettroni avviene nelle 3 reazioni di ossidazione e nella reazione di decarbossilazione ossidativa, la sintesi del nucleoside trifosfato avviene nella reazione di trasferimento del gruppo fosfato, mentre la produzione delle 2 molecole di CO2 avviene nelle reazioni di decarbossilazione e nella reazione di decarbossilazione ossidativa.

Importante
Ricordiamo che questo ciclo non può avvenire in assenza di ossigeno (anaerobiosi). Se il muscolo è in forte attività la cellula non avendo sufficiente ossigeno attuerà la fermentazione lattica.

Ossidazione dei trasportatori di elettroni

Tramite tutte le reazioni precedenti (glicolisi, beta ossidazione e ciclo di Krebs) abbiamo accumulato elettroni a livello dei trasportatori di elettroni NADH e FADH. Nella terza fase questi trasportatori cedono i loro elettroni, attraverso una catena di molecole (la catena respiratoria) all’ossigeno molecolare che viene ridotto ad acqua. Questa tappa è fondamentale in quanto durante questo processo il flusso di elettroni generato è utilizzato per la sintesi dell’ATP nel processo che prende il nome di fosforilazione ossidativa (lo scopo finale della respirazione cellulare è proprio la sintesi di ATP).

Riassunto e schema respirazione cellulare

Vediamo uno schema dove sono riassunte tutte le principali caratteristiche della respirazione cellulare.

Pubblicato da TD MEDICINA

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