Respirazione aerobica e anaerobica
La respirazione aerobica e anaerobica sono tipi di respirazione cellulare, cioè modi in cui alcune cellule devono ottenere energia da ciò che consumano. Differiscono in quanto per eseguire la respirazione aerobica è necessario ossigeno, mentre nella respirazione anaerobica l'ossigeno è assente.
Inoltre, la respirazione aerobica produce più energia rispetto alla respirazione anaerobica; tuttavia, ha più passaggi chimici, quindi richiede più tempo per il completamento.
La respirazione aerobica e anaerobica condividono nella loro prima fase la glicolisi o glicolisi, una catena di reazioni chimiche che trasformano il glucosio in molecole più piccole.
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Respirazione aerobico |
Respirazione anaerobico |
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| Definizione | Processo cellulare di trasformazione del glucosio per ottenere energia con la partecipazione dell'ossigeno. | Processo per ottenere energia che alcune cellule utilizzano in assenza di ossigeno. |
| accettore di elettroni | Ossigeno |
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| Fasi o fasi |
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| Prodotti |
Acqua Diossido di carbonio 32 ATP/glucosio |
Acido lattico Alcol etilico Metano 2 ATP/glucosio |
| Esempi |
cellule del fegato Cellule renali |
Lieviti di pane Eritrociti o globuli rossi batteri archi |
Respirazione aerobica
La respirazione cellulare aerobica è il processo che trasforma l'energia chimica del cibo in ATP in presenza di ossigeno. L'ossigeno riceve elettroni alla fine di una catena di reazioni chimiche, generando acqua, anidride carbonica ed energia.
Prima fase della respirazione aerobica: glicolisi
Il primo passo nella respirazione aerobica è la scomposizione del glucosio o glicolisi. Ciò si verifica nel citoplasma delle cellule. Come risultato della glicolisi, si ottengono due ATP e due elettroni sotto forma di NADH e due molecole di piruvato:
Seconda fase della respirazione aerobica: ciclo dell'acido citrico
Il secondo passo della respirazione aerobica è il ciclo dell'acido citrico o ciclo di Krebs. Questa è una serie di otto reazioni chimiche che avvengono nei mitocondri delle cellule eucariotiche.
Un piruvato dalla glicolisi entra nel ciclo e produce tre NADH, tre anidride carbonica, un GTP e un FADH2:
Terza fase della respirazione aerobica: fosforilazione ossidativa
La terza e ultima fase della respirazione aerobica è il processo di fosforilazione ossidativa. Questo processo avviene nella catena di trasporto degli elettroni, un insieme di proteine in la membrana dei mitocondri che trasferiscono elettroni da NADH dal Krebs.
Il risultato finale della respirazione aerobica è 32 ATP per molecola di glucosio:
Respirazione anaerobica
La respirazione cellulare anaerobica è il modo in cui le cellule procariotiche e alcune cellule eucariotiche ottengono energia dal glucosio, senza bisogno di ossigeno. Avviene nel citoplasma della cellula.
La respirazione anaerobica viene utilizzata per la produzione di energia nelle cellule che non hanno mitocondri, come batteri, archaea e globuli rossi. Nella rapida contrazione muscolare, le cellule muscolari possono ricorrere alla respirazione anaerobica, producendo acido lattico.
Prima fase della respirazione anaerobica: glicolisi
La respirazione anaerobica inizia con la glicolisi, il processo di scomposizione del glucosio, come nella respirazione aerobica. In questa fase vengono prodotte due molecole energetiche o ATP.
Seconda fase della respirazione anaerobica: fermentazione
Il passaggio successivo può essere la fermentazione, di cui esistono due tipi:
- Fermentazione lattica: dove il piruvato si trasforma in lattato, come avviene nei batteri dello yogurt.
- Fermentazione Etanolica: in questo caso il piruvato dà origine a etanolo e anidride carbonica, processo svolto dai lieviti nel vino e nella birra.
Alcuni animali possono passare alla respirazione anaerobica, come la carpa o il pesce rosso. Quando la superficie dei laghi gela in inverno, l'ossigeno nell'acqua diminuisce. Questi pesci, che normalmente hanno una respirazione aerobica, possono sopravvivere grazie alla loro capacità di mantenere la respirazione anaerobica.
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