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I processi cellulari all'interno dei corpi di esseri umani, animali e persino pesci dipendono dalla formazione di adenosina trifosfato (ATP). Questa complessa sostanza chimica organica può convertirsi in mono- e di-fosfati meno complessi, rilasciando energia che l'organismo consuma. È anche coinvolto nella produzione di DNA e RNA. L'ATP è uno dei sottoprodotti della respirazione cellulare, per il quale gli ingredienti grezzi sono glucosio e ossigeno.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Durante la respirazione cellulare, una molecola di glucosio si combina con sei molecole di ossigeno per produrre acqua, anidride carbonica e 38 unità di ATP. La formula chimica per l'intero processo è:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 36 o 38 ATP
Formula chimica per la respirazione
Il glucosio, uno zucchero complesso, si combina con l'ossigeno durante la respirazione per produrre acqua, anidride carbonica e ATP. La combinazione di una molecola di glucosio con sei molecole di ossigeno gassoso produce sei molecole di acqua, sei molecole di biossido di carbonio e 38 molecole di ATP. L'equazione chimica per la reazione è:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 36 o 38 molecole di ATP
Mentre il glucosio è il principale carburante per la respirazione, l'energia può anche provenire da grassi e proteine, sebbene il processo non sia altrettanto efficiente. La respirazione procede in quattro fasi discrete e rilascia circa il 39 percento dell'energia immagazzinata nelle molecole di glucosio.
Quattro fasi di respirazione
Sebbene il principale processo di respirazione cellulare sia essenzialmente una reazione di ossidazione, devono accadere quattro cose, in modo da poter sfruttare l'intero potenziale di ATP. Questi comprendono le quattro fasi della respirazione:
La glicolisi si verifica nel citoplasma. Una molecola di glucosio si scompone in due molecole di acido piruvico (C3H4O3). Questo processo si traduce in una produzione netta di due molecole di ATP.
Nel reazione di transizione, l'acido piruvico passa nei mitocondri e diventa Acetyl CoA.
Durante ciclo di Krebs, o ciclo dell'acido citrico, tutti gli atomi di idrogeno nell'Acetyl CoA si combinano con gli atomi di ossigeno, producendo 4 molecole di ATP e nicotinamide adenina dinucleotide idruro (NADH), che viene ulteriormente scomposta nella fase finale. Questo produce rifiuti di anidride carbonica e acqua nel ciclo che è necessario espellere.
Il quarto stadio, il catena di trasporto degli elettroni produce la maggior parte dell'ATP. Questo complesso processo si verifica all'interno dei mitocondri.
Dopo che le lipasi nel sangue le hanno scomposte, i grassi possono diventare Acetil CoA attraverso processi complessi ed entrare nel ciclo di Krebs per produrre quantità di ATP paragonabili a quelle prodotte dal glucosio. Le proteine possono anche produrre ATP, ma devono prima cambiare in aminoacidi prima di essere disponibili per la respirazione.