Respiració cel·lular en humans

definició

La respiració cel·lular, també coneguda com respiració cel·lular aeròbica (del grec antic “aer” - air), descriu en els humans la descomposició de nutrients com la glucosa o els àcids grassos amb el consum d’oxigen (O2) per a la producció d’energia, que és necessari per a la supervivència de les cèl·lules. Durant aquest procés, els nutrients s’oxiden, és a dir, desprenen electrons, mentre que l’oxigen es redueix, cosa que significa que ocupa electrons. Els productes finals que es formen a partir de l’oxigen i els nutrients són el diòxid de carboni (CO2) i l’aigua (H2O).

Funció i tasques de la respiració cel·lular

Tots els processos del cos humà requereixen energia. Moviment físic, cervell funció, la pallissa de la cor, la producció de saliva or cabell i fins i tot la digestió requereix energia per tenir lloc. A més, el cos necessita oxigen per sobreviure.

Aquí, la respiració cel·lular té una importància especial. Amb l’ajut d’aquest i del gas oxigenat, el cos és capaç de cremar substàncies riques en energia i produir l’energia que necessita. L’oxigen en si no ens proporciona energia, però és necessari per dur a terme els processos de combustió química a l’organisme i, per tant, és essencial per a la nostra supervivència.

El cos coneix molts tipus diferents de fonts d’energia:

• La glucosa (sucre) és la principal font d’energia i el component bàsic, així com el producte final dividit de tots els aliments amb midó
• Els àcids grassos i la glicerina són els productes finals de l’escissió de greixos i també es poden utilitzar en la producció d’energia
• L’últim grup de fonts d’energia són els aminoàcids, que són el producte de la divisió de proteïnes. Després d’una certa transformació en el cos, també es poden utilitzar en la respiració cel·lular i, per tant, per a la producció d’energia

La font d’energia més utilitzada pel cos humà és la glucosa. Hi ha una cadena de reaccions que, amb el consum d’oxigen, condueixen finalment als productes CO2 i H2O.

Aquest procés inclou la glicòlisi, és a dir, la divisió de glucosa i la transferència del producte piruvat mitjançant el pas intermedi de l'acetil-CoA al cicle del citrat (sinònim: cicle de l'àcid cítric o també càncer cicle). Aquest cicle també inclou els productes d’escissió d’altres nutrients com ara aminoàcids o àcids grassos. El procés en què els àcids grassos són "triturats" perquè puguin fluir també al cicle del citrat s'anomena beta-oxidació.

El cicle dels citrats és, doncs, una mena de punt de subministrament on totes les fonts d’energia es poden subministrar al metabolisme energètic. El cicle té lloc a la mitocòndries, les “centrals energètiques energètiques” de les cèl·lules humanes. Durant tots aquests processos, l'energia en forma d'ATP es consumeix en part, però ja es produeix, com és el cas de la glicòlisi, per exemple.

A més, es creen predominantment altres magatzems d'energia intermedis (per exemple, NADH, FADH2), que només compleixen la seva funció de magatzems d'energia intermedis durant la producció d'energia. Aquestes molècules d’emmagatzematge intermedi desemboquen en l’últim pas de la respiració cel·lular, és a dir, el pas de la fosforilació oxidativa o també anomenada cadena respiratòria. Aquest és el pas en què tots els processos han estat treballant fins ara.

La cadena respiratòria, que també té lloc al mitocòndries, consta novament de diversos passos, en què les molècules d’emmagatzematge intermedi riques en energia s’utilitzen per produir el portador d’energia ATP. En total, la degradació d’una molècula de glucosa dóna lloc a un total de 32 molècules d’ATP. La cadena respiratòria conté diversos complexos proteics, que hi tenen un paper molt interessant.

Funcionen com a bombes que, quan es consumeixen les molècules d’emmagatzematge intermèdies, bomben protons (ions H +) a la cavitat de la doble membrana mitocondrial, de manera que hi ha una alta concentració de protons. Això provoca un gradient de concentració entre l’espai intermembrana i la matriu mitocondrial. Amb l'ajut d'aquest gradient, es forma finalment una molècula de proteïna, que funciona de manera similar a una mena de turbina d'aigua. Impulsada per aquest gradient de protons, la proteïna sintetitza una molècula d’ATP a partir d’un grup ADP i fosfat.