Respirație (din latină respiratio ) este un proces fiziologic care constă din schimbul de gaze cu mediul. Respirația presupune absorbția aerului, preluarea unei părți din substanțele sale și expulzarea acestuia după ce l-a modificat. Celula, pe de altă parte, este unitatea fundamentală a organismelor vii, care are capacitatea de reproducere independentă.
Aceste definiții ne permit să abordăm respirația celulară, un set de reacții biochimice care au loc în majoritatea celulelor. Procedeul implică scindarea acidului piruvic (produs de glicoliză) în dioxid de carbon și apă, împreună cu producerea de adenozin trifosfat (ATP) molecule.
Cu alte cuvinte, respirația celulară implică un proces metabolic prin care celulele reduc oxigenul și produc energie și apă. Aceste reacții sunt esențiale pentru alimentația celulară.
Eliberarea de energie are loc într-o manieră controlată. O parte din această energie este încorporată în moleculele de ATP care, datorită acestui proces, pot fi utilizate în procese endotermice , cum ar fi anabolismul (întreținerea și dezvoltarea organismului).
Este posibil să împărțiți respirația celulară în două tipuri: respirația aerobă și respirația anaerobă. În respirația aerobă, oxigenul intervine ca un acceptor al electronilor eliberați de substanțe organice. În schimb, respirația anaerobă nu are participarea oxigenului, dar electronii se încadrează asupra altor acceptoare care sunt de obicei produse secundare ale metabolismului altor organisme.
Este important să distingem între respirația anaerobă și fermentația, care este un proces de reducere internă a moleculei procesate.
glicoliză
Cunoscută și sub denumirea de liză sau clivaj a glucozei, glicoliza are loc prin nouă reacții bine definite, care catalizează nouă enzime diferite. La sfârșitul procesului, din fiecare moleculă de glucoză se obțin două ATP (adenozina trifosfat) și două de NADH (forma redusă de NAD +, nicotinamidă adenină dinucleotidă).Cele nouă faze ale glicolizei sunt detaliate mai jos:
1) Totul începe cu activarea glucozei (glucoză + ATP -> glucoză 6-fosfat + ADP). Un procent din energia eliberată în timpul producției de glucoză 6-fosfat și ADP rămâne în legătura care se leagă între molecula de glucoză și fosfat;
2) O izomerază catalizează o reacție care rearanjează glucoza 6-fosfat, ceea ce duce la formarea fructozei 6-fosfat;
3) ATP conferă fructozei 6-fosfat un nou fosfat, pentru a produce fructoză 1,6-difosfat (fructoză cu fosfați în prima și a șasea poziție). Această reacție este reglată de enzima fosfofructocinază. Până în acest moment, două molecule de ATP au fost inversate și nu a existat o recuperare de energie;
4) Împărțirea 1,6-difosfat de fructoză are loc în două zaharuri cu 3 carbon: fosfat dihidroxiacetona și gliceraldehidă 3-fosfat;
5) Oxidarea moleculelor de 3-fosfat de gliceraldehidă are loc, adică eliminarea atomilor de hidrogen, iar nicotinamida adenină dinucleotidă (NAD +) este redusă la NADH. Este prima reacție care duce la o anumită recuperare de energie. Compusul produs în această fază este fosfoglicratul, care atunci când reacționează cu un fosfat anorganic dă naștere la 1,3 difosfoglicrat;
6) Reacția fosfatului cu ADP formează ATP, două pentru fiecare moleculă de glucoză, printr-un proces de transfer de energie cunoscut sub numele de fosforilare;
7) Există un transfer enzimatic al grupului fosfat rămas de la poziția trei la poziția a doua;
8) O moleculă de apă este îndepărtată din carbonul compus 3, care concentrează energia în apropierea grupării fosfaților și produce acid fosfenolpiruvic (PEP);
9 Acidul fosfenolpiruvic își transferă grupa fosfat într-o moleculă ADP și astfel formează acid piruvic și ATP.