Respiration cellulaire chez l'homme

Définition

La respiration cellulaire, également connue sous le nom de respiration cellulaire aérobie (du grec ancien «aer» - air), décrit chez l'homme la dégradation de nutriments tels que le glucose ou les acides gras avec la consommation d'oxygène (O2) pour la production d'énergie, qui est nécessaire à la survie des cellules. Au cours de ce processus, les nutriments sont oxydés, c'est-à-dire qu'ils émettent des électrons, tandis que l'oxygène est réduit, ce qui signifie qu'il absorbe des électrons. Les produits finaux formés à partir de l'oxygène et des nutriments sont le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H2O).

Fonction et tâches de la respiration cellulaire

Tous les processus du corps humain nécessitent de l'énergie. Mouvement physique, cerveau fonction, le battement de la Cœur, la production de salive or de gamme et même la digestion nécessite de l'énergie pour avoir lieu. De plus, le corps a besoin d'oxygène pour survivre.

Ici, la respiration cellulaire est d'une importance particulière. Avec l'aide de cela et de l'oxygène gazeux, le corps est capable de brûler des substances riches en énergie et de produire l'énergie dont il a besoin. L'oxygène lui-même ne nous fournit pas d'énergie, mais il est nécessaire pour mener à bien les processus de combustion chimique dans le corps et est donc essentiel à notre survie.

Le corps connaît de nombreux types de sources d'énergie:

• Le glucose (sucre) est la principale source d'énergie et le composant de base ainsi que le produit final séparé de tous les féculents
• Les acides gras et la glycérine sont les produits finaux du clivage des graisses et peuvent également être utilisés dans la production d'énergie
• Le dernier groupe de sources d'énergie sont les acides aminés, qui sont le produit de la division des protéines. Après une certaine transformation dans le corps, ceux-ci peuvent alors également être utilisés dans la respiration cellulaire et donc pour la production d'énergie

La source d'énergie la plus utilisée par le corps humain est le glucose. Il existe une chaîne de réactions qui, avec la consommation d'oxygène, aboutissent finalement aux produits CO2 et H2O.

Ce processus comprend la glycolyse, c'est-à-dire le fractionnement du glucose et le transfert du produit pyruvate via l'étape intermédiaire d'acétyl-CoA dans le cycle citrate (synonyme: cycle acide citrique ou encore cancer cycle). Ce cycle comprend également les produits de clivage d'autres nutriments tels que les acides aminés ou les acides gras. Le processus dans lequel les acides gras sont «écrasés» pour qu'ils puissent également s'écouler dans le cycle du citrate est appelé bêta-oxydation.

Le cycle du citrate est donc une sorte de point d'approvisionnement où toutes les sources d'énergie peuvent être fournies au métabolisme énergétique. Le cycle se déroule dans le mitochondries, les «centrales énergétiques» des cellules humaines. Au cours de tous ces processus, l'énergie sous forme d'ATP est en partie consommée, mais déjà produite, comme c'est le cas en glycolyse par exemple.

En outre, d'autres réserves d'énergie intermédiaires (par exemple NADH, FADH2) sont principalement créées, qui ne remplissent leur fonction que de réserves d'énergie intermédiaires lors de la production d'énergie. Ces molécules intermédiaires de stockage s'écoulent ensuite dans la dernière étape de la respiration cellulaire, à savoir l'étape de phosphorylation oxydative ou encore appelée chaîne respiratoire. C'est l'étape vers laquelle tous les processus ont travaillé jusqu'à présent.

La chaîne respiratoire, qui a également lieu dans le mitochondries, se compose à nouveau de plusieurs étapes, dans lesquelles les molécules de stockage intermédiaires riches en énergie sont utilisées pour produire le vecteur d'énergie polyvalent ATP. Au total, la dégradation d'une molécule de glucose se traduit par un total de 32 molécules d'ATP. La chaîne respiratoire contient divers complexes protéiques, qui jouent ici un rôle très intéressant.

Ils fonctionnent comme des pompes qui, lorsque les molécules de stockage intermédiaires sont consommées, pompent des protons (ions H +) dans la cavité de la double membrane mitochondriale, de sorte qu'il y a une forte concentration de protons. Cela provoque un gradient de concentration entre l'espace intermembranaire et la matrice mitochondriale. À l'aide de ce gradient, une molécule de protéine est finalement formée, qui fonctionne de manière similaire à une sorte de turbine à eau. Poussée par ce gradient de protons, la protéine synthétise une molécule d'ATP à partir d'un ADP et d'un groupement phosphate.