Les 12 NADH,H+ sont donc réoxydés en 12 NAD+, et il y a production totale de 32 ATP. Pour faire le bilan énergétique complet de l'oxydation complète du glucose, il faut penser à ajouter au 32 ATP, les 2 ATP formés lors de la glycolyse et les 2 ATP formés lors du cycle de Krebs.
Remarque (hors programme) : pourquoi 36 ou 38 molécules d'ATP ? En fait cela dépend de la manière dont les transporteurs de protons (NADH) sont transférés dans la matrice.
Comme le NADH est oxydé par le complexe I (transport d'un proton à travers la membrane mitochondriale) et le FADH2 est oxydé par le complexe II (transport de zéro proton à travers la membrane mitochondriale), la production nette de molécules d'ATP sera de 3 et 2 respectivement.
ATP = Adénosine-P~P~P ~ : symbole utilisé pour matérialiser l'intérêt énergétique de la liaison. L'ATP est utilisé dans tous les processus cellulaires nécessitant de l'énergie.
L'ATP entre dans la fabrication des acides nucléiques
Si la molécule d'ATP est trouvée à l'état libre dans les cellules, elle sert également de matériau de construction pour la synthèse des acides nucléiques, la classe de macromolécules essentiellement en charge de l'information génétique (voir fig. 2).
La mitochondrie est donc une petite usine qui produit l'énergie (l'ATP) via une chaîne de production qui s'appelle la chaîne respiratoire permettant la respiration cellulaire.
Le NAD+ devient donc le NADH (forme réduite). Les électrons ont perdu très peu d'énergie lors de leur transfert au NAD+, ce qui veut dire que les molécules de NADH sont des molécules qui entreposent de l'énergie. NAD+ + 2e- + 2H+ -> NADH + H+ (proton libéré dans le milieu).
La NADH déshydrogénase, ou complexe I de la chaîne respiratoire, est une oxydoréductase membranaire qui catalyse la réaction : NADH + ubiquinone + 5 H+matriciel. NAD+ + ubiquinol + 4 H+intermembranaire. Cette enzyme est présente chez un très grand nombre d'êtres vivants, allant des procaryotes jusqu'aux humains.
Le NADH dispose de plusieurs propriétés lui permettant facilement de favoriser le fonctionnement des cellules et de l'organisme en général : Il réduit le taux de cholestérol. Il stimule et renforce le système immunitaire. Il booste la quantité d'énergie contenue dans les cellules cardiaques et dans celles du cerveau.
Les cellules régénèrent ensuite l'ATP à partir de l'ADP essentiellement de trois manières différentes : par phosphorylation oxydative dans le cadre de la respiration cellulaire, par photophosphorylation dans le cadre de la photosynthèse, et par phosphorylation au niveau du substrat au cours de certaines réactions ...
L'ATP est une molécule constituée d'adénine liée à un ribose qui, lui, est attaché à une chaîne de trois groupements phosphate. Comment l'ATP produit de l'énergie : Le mécanisme consiste au transfert d'un groupement phosphate sur une autre molécule et l'ATP devient alors l'adénosine-diphopshate (ADP).
Du glucose à l'ATP
La transfert de l'énergie chimique du glucose en énergie chimique sous forme d'ATP se réalise en plusieurs étapes : la glycolyse, puis le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire au sein des mitochondries. De manière très schématique, la glycolyse permet la dégradation de glucose en pyruvate.
L'ATP est un acide aminé chargé en énergie qui est capable de libérer cette énergie selon les besoins du muscle. Toutes les fibres musculaires contiennent une petite réserve d'ATP qui va permettre au muscle de se contracter très rapidement, notamment en cas d'effort rapide.
Comme éliminer l'acide lactique des cellules nécessite de l'oxygène, la fermentation lactique est censée créer une « dette » en oxygène. Cela signifie que, bien que la respiration anaérobie en elle-même ne nécessite pas d'oxygène, celui-ci est nécessaire pour éliminer ce sous-produit d'acide lactique.
La respiration qui correspond à l'oxydation complète de molécules telles le glucose. La fermentation en absence d'oxygène permet d'oxyder des molécules organiques pour produire de l'énergie.
Le NADP intervient dans le métabolisme comme transporteur d'électrons dans les réactions d'oxydoréduction, le NADPH comme réducteur et le NADP+ comme oxydant.
Une grande partie de l'énergie produite dans les voies cataboliques se retrouve contenue dans le NADH et le FADH2 ; elle sera convertie en ATP dans la mitochondrie : les coenzymes réduits mitochondriaux cèdent leurs deux électrons à un système de transporteurs qui, par une cascade de réactions d'oxydo-réduction, amène ...
Lorsque de l'énergie est immédiatement requise, l'ATP est décomposée en ADP (adénosine diphosphate) et en un groupe phosphate. L'eau est utilisée pour convertir l'ATP en ADP et en un groupe phosphate inorganique, lors d'un procédé appelé hydrolyse, qui est catalysé par l'enzyme ATP hydrolase.
Le complexe pyruvate déshydrogénase (PDC) est l'association de trois enzymes intervenant séquentiellement pour catalyser la décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA.
Bilan en ATP de l'oxydation complète du glucose
Pour calculer ce bilan, il faut tenir compte de la réoxydation des coenzymes réduits produits lors de ces voies : - réoxydation des NADH et FADH2 mitochondriaux avec un rapport P/O de 2,5 ATP par NADH oxydé et de 1,5 ATP par FADH2 oxydé.
La respiration cellulaire est l'ensemble des processus du métabolisme cellulaire convertissant l'énergie chimique contenue dans le glucose en adénosine triphosphate (ATP).
La molécule d'ATP
L'ATP n'est pas stockée dans la cellule mais est constamment régénérée par le métabolisme. Dans la cellule musculaire, il existe deux grandes voies métaboliques d'utilisation du glucose pour produire de l'ATP : la respiration cellulaire et la fermentation lactique.
Elles sont un lieu de stockage du calcium, de catabolisme des acides gras (tout comme les peroxysomes avec lesquels elles communiquent) pour la production d'énergie et elles sont impliquées dans l'apoptose, une forme de mort cellulaire programmée.
Pendant l'activité musculaire, la régénération de l'ATP se fait suivant 3 voies : par interaction de l'ADP avec la créatine phosphate (1), par respiration cellulaire anaérobie (2) et par respiration cellulaire aérobie (3).