Cosè la respirazione cellulare?

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Opinione scritta da: Redazione 10:11:10 28-12-2010

Fin dal momento in cui si viene al mondo ansimanti e i polmoni si gonfiano nel primo respiro, ci appare chiaro che l’aria – e l’ossigeno in essa contenuto – è un elemento di cui abbiamo un disperato bisogno. È un po’ meno chiaro come l’organismo la utilizzi; alla respirazione polmonare, quella di cui noi tutti facciamo costante ed ininterrotta esperienza, corrisponde un processo microscopico, interno alle cellule, che detto “respirazione cellulare”.
Attraverso questo meccanismo, ogni cellula del nostro corpo scompone il materiale nutritivo disponibile in elementi più piccoli, ricavandone l’energia che usiamo, ad esempio, per muoverci o per mantenere la temperatura corporea. Nonostante sia relativamente breve, non si tratta di un processo semplice; si compone di diverse reazioni, il prodotto di ognuna delle quali viene utilizzato come reagente (cioè come “ingrediente fondamentale”) della successiva.

Sebbene per produrre energia l’organismo sia in grado di bruciare proteine e grassi, la materia prima della respirazione cellulare è costituita senz’altro dalle molecole di glucosio – ciò che quotidianamente definiamo come “zuccheri”. Il glucosio rappresenta il carburante della cellula, laddove l’ossigeno è, figurativamente, la candela del motore: proprio come in un’esplosione, libera un’ingente quantità di energia.

La respirazione cellulare si divide in fasi. Prima di tutto occorre scomporre il glucosio, cioè il combustibile: il processo corrispondente avviene nel citoplasma, la sostanza acquosa che costituisce la maggior parte del corpo cellulare, e prende il nome di glicolisi.
Il risultato della glicolisi è la creazione di acido piruvico, detto piruvato. È una sostanza vitale per la produzione di energia perché, trasformandosi in acetil-coenzima A all’interno di un organulo chiamato mitocondrio (seconda fase), è il reagente del successivo ciclo di Krebs.
Anche il ciclo di Krebs avviene nei mitocondri: lo scopo della reazione è generare NAD, una biomolecola capace di trasportare elettroni. Rifornitasi degli elettroni presenti nella reazione, nella quinta fase (detta fosforilazione ossidativa) la molecola di NAD si dirige verso le creste mitocondriali, dove, finalmente, il suo carico viene usato per la produzione di ATP.
ATP significa adenosina trifosfato: possiamo considerarla un’unità energetica pronta all’uso.

Nel processo, quindi, molecole di glucosio e ossigeno si trasformano in acqua, anidride carbonica, ed energia (ATP).
L’acqua (H2O) e l’anidride carbonica (CO2) sono le sostanze di scarto, i “rimasugli” della reazione; negli organismi più evoluti, come i mammiferi, vengono eliminati tramite l’espirazione e le urine.

Ecco perché l’aria è così importante: se manca, la respirazione cellulare non è possibile a causa dell’assenza dell’ossigeno necessario a formare ATP presso le creste mitocondriali. L’unica alternativa della cellula rimane la glicolisi anaerobica, un processo che degrada il glucosio senza bisogno di ossigeno; tuttavia questa attività, oltre a lasciarsi dietro acido lattico, produce solo 2 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio, mentre la respirazione cellulare ne crea ben 36. L’unico vantaggio in questo caso è il tempo: la glicolisi anaerobica, più semplice, è circa 200 volte più veloce, benché estremamente meno efficiente.

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