Respiration cellulaire

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La respiration cellulaire est une réaction chimique d'oxydo-réduction qui fournit l'énergie nécessaire à une cellule pour fonctionner. La respiration cellulaire nécessite :

un carburant ; il s'agit du glucose; dans le cas des humains, il provient de la digestion et est amené par la circulation sanguine ; dans le cas des plantes, il provient souvent de la dégradation du saccharose (produit de la photosynthèse) ou de la dégradation de l'amidon
un comburant : l'oxygène ; dans le cas des humains, il est extrait de l'air par la ventilation pulmonaire et est amené à la cellule par la circulation sanguine, fixé sur l'hémoglobine des hématies (globules rouges).

Cette réaction produit :

du dioxyde de carbone CO₂ ; il est évacué par la circulation sanguine, dissout dans le plasma ;
de l'eau H₂O.

La réaction globale est

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 36ADP + 36Pi → 6CO₂ + 6H₂O + 36 ATP (énergie)

Cette réaction chimique se fait selon trois étapes :

la glycolyse, dégradation du glucose en pyruvate ;
le cycle de Krebs : le pyruvate est dégradé en CO₂ et en H₂O ; l'énergie libérée est stockée sous forme d'ATP (adénosine triphosphate), de NADH (nicotinamide adénine dinucléotide réduite) et de FADH₂ (FAD réduite) ;
la chaîne de transport des électrons : les molécules de FADH₂ et de NADH réagissent et cèdent leurs électrons (oxydation) à d'autres molécules.

La réaction chimique est une réaction enzymatique qui a lieu dans les mitochondries des cellules chez les êtres pluricellulaires (plantes et animaux) et la plupart des êtres unicellulaires (en fait, chez les eucaryotes), et dans le cytoplasme chez les bactéries (procaryotes).

C'est une réaction aérobie, c'est-à-dire nécessitant un environnement oxygéné. Il existe d'autres réactions anaérobies, pouvant fournir de l'énergie sans oxygène : la fermentation lactique et la fermentation alcoolique.

L'ATP ainsi produite pourra être dégradée sous forme d'ADP ; c'est cette dégradation qui libère l'énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule.

Exemple de respiration cellulaire avec la cellule de levure: dans une des 50 mitochondries de la cellule de levure, le dioxygène (O₂) absorbé détruit le glucose absorbé par la cellule. De cette destruction: rejet (à l'intérieur de la cellule) d'eau (H₂0) et d'énergie, et à l'extérieur comme déchet du dioxyde de carbone (CO₂).