La respiration cellulaire est une dégradation complète du glucose en présence d'oxygène, permettant une libération totale de son énergie. Au cours de la deuxième étape, le glucose, servant cette fois d'aliment, est "brûlé" en présence d'oxygène dans les cellules de animaux et des plantes.
La plupart des cellules eucaryotes respirent. Les cellules végétales respirent aussi, mais lorsque ces dernières sont éclairées, elles procèdent à la photosynthèse qui masque la respiration cellulaire. L'élément indispensable à la respiration cellulaire est la mitochondrie.
La respiration cellulaire produit une molécule très riche en énergie, appelée adénosine triphosphate (ou ATP), et du gaz carbonique (appelé également dioxyde de carbone ou CO2). Ce dernier sera rejeté dans l'air par l'expiration, alors que l'ATP sera utilisée dans le métabolisme.
La respiration cellulaire se fait donc selon trois étapes : la glycolyse, (c'est aussi la première étape de la fermentation) ; le cycle de Krebs ; la chaîne respiratoire.
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.
Quel est son rôle ? Le glucose est le principal carburant de l'organisme et plus particulièrement du cerveau puisque c'est le seul nutriment qu'il soit capable de consommer (en dehors des corps cétoniques qui sont produits à partir des réserves en graisses en cas de jeûne).
Le sucre fournit de l'énergie.
Les parois cellulaires contiennent des transporteurs de glucose, qui acheminent le glucose du sang vers les cellules. Beaucoup de ces transporteurs ont besoin d'insuline pour s'activer. « Le glucose est vital pour les cellules », dit Carine de Beaufort.
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).
Le métabolisme basal est l'ensemble des réactions qui permettent de maintenir l'organisme en vie et sont donc incompressibles. Il permet d'assurer la respiration, les battements de cœur, l'alimentation du cerveau, la température corporelle, la digestion...
La respiration cellulaire est l'ensemble des processus du métabolisme cellulaire convertissant l'énergie chimique contenue dans le glucose en adénosine triphosphate (ATP).
La glycolyse signifie "dégradation du glucose". La glycolyse transfome le glucose en 2 acides pyruviques et permet la fabrication de 2 ATP. Pour rappel, la glycolyse a lieu à l'extérieur de la mitochondrie, dans le cytosol (matrice du cytoplasme).
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.
La photosynthèse consiste de synthétiser une molécule complexe (le glucose), d'où le fait qu'un de ses extrants est le glucose. La respiration cellulaire est la même réaction qui se produit dans notre corps lorsque nous respirons.
Cette série de réactions chimiques, qui conduit à la dégradation des molécules d'origine alimentaire en présence du dioxygène de l'air, est nommée « respiration cellulaire ». Elle se déroule au cœur même de nos cellules…
On appelle métabolisme l'ensemble de ces réactions chimiques. Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants : l'hétérotrophie et l'autotrophie.
Le foie, véritable carrefour du métabolisme, filtre, trie et neutralise les déchets. Ceux-ci sont soit évacués vers le tube digestif, via la vésicule biliaire, soit transformés et dirigés vers les reins. Les reins filtrent et diluent les substances toxiques présentes dans le sang puis les rejettent dans l'urine.
Les organes les plus importants – cerveau, foie, reins et cœur – requièrent à eux seuls plus de la moitié de l'énergie «brûlée» au repos; la graisse, le système digestif et les muscles consomment le reste. Suivez ces 7 astuces pour fouetter votre métabolisme!
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).
La production d'ATP a lieu dans toutes les cellules de l'organisme. Le processus commence par la digestion du glucose dans l'intestin. Les cellules prennent ensuite le relais et le transforment en pyruvate qui se rend dans les mitochondries de la cellule, où l'ATP est finalement produite.
Le métabolisme correspond à l'ensemble de toutes les transformations chimiques, décomposables en réactions simples, qui se produisent dans une cellule ou un organisme. Il se divise en deux phases : 1) Le catabolisme : ensemble de réactions enzymatiques de dégradation de macromolécules en molécules de faible taille.
Le foie va alors transformer son stock de glycogène en glucose. C'est le seul de nos organes capable de libérer ce sucre dans le sang - les muscles peuvent aussi prélever du glucose dans leurs stocks mais uniquement pour leur propre consommation.
Le foie stocke le glucose au niveau de ses cellules, les hépatocytes, sous forme de glycogène, un polymère de glucose (on parle de réserve publique). Les muscles sont aussi capables de stocker du glucose sous forme de glycogène dans les fibres musculaires pour leur propre fonctionnement (réserve privée).
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.