Qu'est-ce que la respiration cellulaire aérobie?
La respiration cellulaire est le processus par lequel les molécules alimentaires sont utilisées pour produire de l'énergie cellulaire. Il peut être aérobie, où l'oxygène est présent, ou anaérobie, où l'oxygène est absent, et un sucre tel que le glucose est nécessaire pour alimenter le processus. La respiration cellulaire aérobie se produit généralement dans les cellules eucaryotes, cellules que l'on trouve dans les plantes et les animaux. Les processus métaboliques impliqués ont lieu dans de minuscules structures à l'intérieur de la cellule, appelées mitochondries. En commençant par le glucose et en continuant par une série de réactions chimiques, la respiration cellulaire aérobie permet la production d’une forme d’énergie biochimique appelée adénosine triphosphate (ATP).
Les mitochondries, les minuscules organes cellulaires, ou organites, dans lesquels a lieu la respiration cellulaire aérobie, se retrouvent à l'intérieur de presque toutes les cellules eucaryotes. Les cellules qui ont des besoins énergétiques plus élevés, telles que les cellules cérébrales, contiennent un plus grand nombre de mitochondries. Avant que la respiration cellulaire aérobie puisse avoir lieu, une première étape, appelée glycolyse, a lieu en dehors de la mitochondrie, dans le cytoplasme cellulaire. Le cytoplasme est une substance semblable à un gel qui remplit la cellule et dans laquelle se trouvent des organelles telles que les mitochondries.
La glycolyse est une réaction métabolique dans laquelle le glucose est décomposé, formant deux molécules d'acide pyruvique et deux de nicotinamide adénine dinucléotide réduit (NADH). Ce processus est la première étape qui se produit dans les cellules avant la respiration cellulaire anaérobie ou aérobie. La glycolyse ne nécessite pas d'oxygène et, bien que le processus utilise deux molécules d'ATP, il en crée quatre, entraînant un gain net de deux molécules d'ATP. L'acide pyruvique et le NADH entrent ensuite dans la mitochondrie, où l'acide pyruvique est converti en une substance appelée acétyl-CoA. De l'énergie est nécessaire pour transporter NADH dans la mitochondrie, ce qui entraîne la perte de deux ATP.
Il y a ensuite deux étapes de respiration cellulaire aérobie, appelées cycle de Krebs, ou cycle de l'acide citrique, et la chaîne de transport d'électrons. L'acétyl-CoA entre dans le cycle de Krebs, qui produit une flavine adénine dinucléotide (FADH2) réduite et du NADH, ainsi que de l'ATP. FADH2 et NADH transportent ensuite des électrons vers la chaîne de transport d'électrons, où ils sont oxydés et où davantage d'ATP est créé. Globalement, compte tenu de la perte initiale de deux ATP, les réactions qui se produisent à l'intérieur des mitochondries produisent 36 molécules d'ATP.
L'eau et le dioxyde de carbone sont les déchets de la respiration cellulaire aérobie. Le dioxyde de carbone se combine à l'eau pour créer de l'acide carbonique, rendant le sang plus acide. Cela joue un rôle important dans le maintien du pH du sang. La respiration élimine continuellement le dioxyde de carbone du corps, empêchant ainsi le sang de devenir trop acide.