La Respirazione Cellulare e la Fermentazione: Come le Cellule Ottengono Energia

Come le Cellule Ottengono Energia

Le cellule ottengono energia dalla demolizione del glucosio che avviene attraverso la GLICOLISI, seguita dalla RESPIRAZIONE CELLULARE o dalla FERMENTAZIONE.

Glicolisi

La GLICOLISI (“scissione dello zucchero”) avviene nel citoplasma di tutte le cellule e non utilizza ossigeno; questo processo spezza la molecola di glucosio per ottenere due molecole di acido piruvico (un composto a tre atomi di carbonio) liberando una piccola quantità di energia che è trasferita all’ATP. Avviene in due fasi distinte:

1. All’inizio, la cellula deve consumare due molecole di ATP per attivare la reazione;
2. In seguito si libera energia utilizzata per produrre quattro molecole di ATP e ridurre due molecole di NAD+ a NADH + H+.

Respirazione Cellulare

In presenza di ossigeno, la demolizione del glucosio si completa attraverso la RESPIRAZIONE CELLULARE che trasforma in molecole di acido piruvico in CO2; durante questo processo aerobico, che avviene nei mitocondri, si libera una grande quantità di energia usata per sintetizzare ATP a partire da ADP e fosfato. Comprende tre fasi principali:

1. Nella demolizione dell’acido piruvico si producono due acetil-CoA.
2. Nel ciclo di Krebs l’acetil-CoA è demolito in CO2 e H2O e si producono due ATP.
3. La fosforilazione ossidativa richiede l’intervento della catena di trasporto degli elettroni che rende di nuovo disponibili NAD+ e FAD e produce circa 34 ATP.

Fermentazione

In assenza di ossigeno, alla glicolisi segue la FERMENTAZIONE, un altro processo anaerobico che avviene nel citoplasma e trasforma l’acido piruvico in acido lattico oppure in alcol etilico. Durante la fermentazione però non si produce l’ATP e viene rigenerato il NAD+. Può essere di due tipi:

• ALCOLICA: È svolta da lieviti e i suoi prodotti finali sono etanolo (un alcol a due atomi di carbonio) e diossido di carbonio; noi la utilizziamo per produrre il vino e per far lievitare il pane;
• LATTICA: trasforma l’acido piruvico in acido lattico. Questa reazione è compiuta soprattutto da batteri e funghi, usata per produrre formaggi e yogurt. Questa avviene anche nelle nostre cellule muscolari durante uno sforzo fisico intenso per poi essere smaltito al fegato.