Quel est le rôle du glucose dans la respiration aérobie?

Pendant la respiration aérobie, les cellules obtiennent de l'énergie en présence d'oxygène grâce à une série de réactions connues sous le nom de cycle de l'acide citrique. Le glucose fournit une réaction clé intermédiaire nécessaire pour que ces réactions se produisent. Le glucose est une molécule de sucre à six atomes de carbone qui se décompose en deux molécules de pyruvate à trois atomes de carbone. Ces molécules de pyruvate, en présence d'oxygène, peuvent entrer dans le cycle de l'acide citrique, produisant une quantité significative d'énergie pour la cellule.

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Glycolyse

Le glucose peut être obtenu directement par l'alimentation ou par la dégradation du glycogène, un polymère de molécules de glucose. Pendant la glycolyse, le glucose est métabolisé par la cellule pour produire de l'énergie. La glycolyse n'est pas très efficace en termes de production d'énergie, mais le processus lui-même génère une série d'intermédiaires qui peuvent être utilisés pour d'autres processus. Un tel intermédiaire est le pyruvate. En l'absence d'oxygène, le pyruvate peut être converti en acide lactique ou en alcool par un processus connu sous le nom de fermentation. Cependant, en présence d'oxygène, lors de la respiration aérobie, le pyruvate peut entrer dans le cycle de l'acide citrique.

Cycle de l'acide citrique

Le cycle de l'acide citrique est une série de réactions qui produisent finalement une quantité significative d'énergie pour la cellule. Ce cycle ne peut se produire que dans des conditions aérobies, c'est-à-dire dans des conditions où il y a suffisamment d'oxygène.

En présence d'oxygène, les molécules de pyruvate formées à la fin de la glycolyse peuvent entrer dans le cycle de l'acide citrique en réagissant avec un composé appelé acétyl-CoA. Pendant cette réaction, le dioxyde de carbone est libéré. En fait, le dioxyde de carbone est libéré dans un certain nombre d'étapes au cours du cycle de l'acide citrique. C'est en partie une explication de la raison pour laquelle la respiration aérobie consiste à respirer de l'oxygène et à expirer du dioxyde de carbone.

Chaîne de transport d'électrons

Par définition, la respiration aérobie nécessite de l'oxygène. L'oxygène est nécessaire car il est nécessaire dans la chaîne de transport des électrons.

La chaîne de transport d'électrons d'une cellule est une série de réactions qui couplent des réactions chimiques entre des donneurs d'électrons et des accepteurs d'électrons au transfert de protons à travers une membrane cellulaire. Dans la respiration aérobie, l'oxygène est l'accepteur d'électrons ultime.

Le transfert d'électrons crée un gradient de protons. Lorsque les protons remontent à travers la membrane et descendent le gradient, de l'énergie est créée sous la forme de molécules appelées ATP ou adénosine triphosphate.

S'il n'y a pas d'oxygène présent, le gradient ne peut pas être établi, et ces réactions ne peuvent pas se produire.

Glucose

Bien que le glucose puisse fournir de l'énergie à la cellule par la glycolyse, ce processus n'est pas très efficace.Une entrée de deux molécules d'énergie ATP déclenche la réaction, mais à la fin, seules quatre molécules d'énergie ATP sont créées.

Le glucose joue un rôle plus important pour une production d'énergie plus efficace en fournissant les molécules de pyruvate pour l'entrée dans le cycle de l'acide citrique. A la fin du cycle de l'acide citrique, 36 molécules d'énergie ATP sont créées pour chaque molécule de glucose complètement métabolisée.

Sources de glucose

Le glucose peut être obtenu directement à partir de l'alimentation. Le glucose est une molécule de sucre monosaccharidique à six atomes de carbone, également connue sous le nom de dextrose, ou sucre de table simple. Il fait également partie d'une longue chaîne de molécules de stockage d'énergie appelée glycogène. Lorsque les cellules ont besoin de plus de glucose pour produire plus d'énergie, le glycogène peut être décomposé pour libérer des monomères de glucose individuels, qui peuvent alors entrer dans la voie de la glycolyse. Finalement, les molécules de pyruvate résultantes peuvent entrer dans le cycle de l'acide citrique, à condition que l'oxygène soit présent.