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Tout sur la respiration cellulaire

Tout sur la respiration cellulaire

Nous avons tous besoin d'énergie pour fonctionner, et nous l'obtenons des aliments que nous mangeons. Extraire les nutriments nécessaires à notre survie et les convertir en énergie utilisable est le travail de nos cellules. Ce processus métabolique complexe et efficace, appelé respiration cellulaire, convertit l'énergie provenant des sucres, des glucides, des lipides et des protéines en adénosine triphosphate, ou ATP, une molécule de haute énergie qui régit des processus tels que la contraction musculaire et l'influx nerveux. La respiration cellulaire se produit à la fois dans les cellules eucaryotes et procaryotes, la plupart des réactions ayant lieu dans le cytoplasme des procaryotes et dans les mitochondries des eucaryotes.

La respiration cellulaire comporte trois étapes principales: la glycolyse, le cycle de l'acide citrique et le transport d'électrons / phosphorylation oxydative.

Ruée vers le sucre

Glycolyse signifie littéralement "séparer les sucres", et c'est le processus en 10 étapes par lequel les sucres sont libérés pour produire de l'énergie. La glycolyse se produit lorsque du sang et du glucose fournit de l'oxygène aux cellules et se produit dans le cytoplasme de la cellule. La glycolyse peut également se produire sans oxygène, un processus appelé respiration anaérobie ou fermentation. Lorsque la glycolyse se produit sans oxygène, les cellules produisent de petites quantités d'ATP. La fermentation produit également de l'acide lactique, qui peut s'accumuler dans les tissus musculaires et causer des douleurs et une sensation de brûlure.

Glucides, protéines et graisses

Le cycle de l'acide citrique, également appelé cycle de l'acide tricarboxylique ou cycle de Krebs, commence après la conversion des deux molécules des trois sucres de carbone produits lors de la glycolyse en un composé légèrement différent (acétyl-CoA). C'est le processus qui nous permet d'utiliser l'énergie contenue dans les glucides, les protéines et les graisses. Bien que le cycle de l'acide citrique n'utilise pas directement d'oxygène, il ne fonctionne que lorsque de l'oxygène est présent. Ce cycle se déroule dans la matrice des mitochondries cellulaires. À travers une série d'étapes intermédiaires, plusieurs composés capables de stocker des électrons "à haute énergie" sont produits avec deux molécules d'ATP. Ces composés, appelés nicotinamide adénine dinucléotide (NAD) et flavine adénine dinucléotide (FAD), sont réduits au cours du processus. Les formes réduites (NADH et FADH2) transporter les électrons "de haute énergie" à l'étape suivante.

À bord du train de transport électronique

Le transport des électrons et la phosphorylation par oxydation constituent la troisième et dernière étape de la respiration cellulaire aérobie. La chaîne de transport d'électrons est une série de complexes protéiques et de molécules porteuses d'électrons présents dans la membrane mitochondriale dans les cellules eucaryotes. Au cours d'une série de réactions, les électrons "à haute énergie" générés dans le cycle de l'acide citrique sont transmis à l'oxygène. Dans le processus, un gradient chimique et électrique est formé à travers la membrane mitochondriale interne lorsque les ions hydrogène sont pompés hors de la matrice mitochondriale et dans l'espace de la membrane interne. L'ATP est finalement produit par la phosphorylation oxydative - le processus par lequel les enzymes de la cellule oxydent les nutriments. La protéine ATP synthase utilise l’énergie produite par la chaîne de transport d’électrons pour la phosphorylation (ajout d’un groupe phosphate à une molécule) de l’ADP à l’ATP. La plupart de la génération d'ATP se produit au cours de la chaîne de transport d'électrons et de la phosphorylation oxydative de la respiration cellulaire.


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