Salute e malattia

Respirazione aerobica: equazione, reagenti, prodotti, fasi e rendimento energetico

Equazione bilanciata complessiva

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energia (ATP + Calore)

Reagenti

  • Glucosio (C₆H₁₂O₆): Carburante primario; da dieta o glicogenolisi.
  • Ossigeno (O₂): Accettore finale degli elettroni nella catena di trasporto elettronica (ETC) mitocondriale.

Prodotti

  • Anidride carbonica (CO₂): Gas di scarto; espirato via polmoni.
  • Acqua (H₂O): Acqua metabolica; formata al Complesso IV (citocromo c ossidasi).
  • Energia: Catturata come ~30–32 ATP per glucosio (livello substrato: 4 ATP; fosforilazione ossidativa: ~26–28 ATP).

Quattro fasi

  1. Glicolisi (Citosol): Glucosio → 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH.
  2. Ossidazione del piruvato (Matrice mitocondriale): 2 Piruvato → 2 Acetil-CoA + 2 NADH + 2 CO₂.
  3. Ciclo di Krebs / Acido citrico (Matrice): 2 Acetil-CoA → 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 ATP (GTP) + 4 CO₂.
  4. Fosforilazione ossidativa (Membrana mitocondriale interna): NADH/FADH₂ → ETC → gradiente protonico → ATP sintasi → ~26–28 ATP. O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2 H₂O.

Punti chiave

  • Richiede mitocondri, O₂ e ETC intatta.
  • Il rendimento varia leggermente per sistema navetta (malato-aspartato vs glicerolo-3-fosfato) e proton leak.
  • L'ossidazione completa massimizza la cattura energetica; la glicolisi anaerobica produce solo 2 ATP.