Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία με την οποία τα φυτά και τα ζώα χρησιμοποιούν οξυγόνο για να μετατρέψουν τη γλυκόζη (ζάχαρη) σε ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), που είναι το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου. Στη συνέχεια, το ATP χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία όλων των δραστηριοτήτων του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης, της αναπαραγωγής και της κίνησης.
Η συνολική εξίσωση για την κυτταρική αναπνοή είναι:
$$ c_6h_ {12} o_6 + 6o_2 \ rightarrow 6co_2 + 6h_2o + ενέργεια $$
Σε αυτή την εξίσωση, η γλυκόζη (C6H12O6) αντιδρά με οξυγόνο (Ο2) για να παράγει διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (Η2Ο) και ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ.
Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια των κυττάρων. Τα μιτοχόνδρια είναι μικρά οργανίδια που συχνά αναφέρονται ως "powerhouses" του κυττάρου επειδή παράγουν ΑΤΡ.
Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής μπορεί να χωριστεί σε τρία κύρια στάδια:
1. γλυκόλυση . Αυτό είναι το πρώτο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής και λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η γλυκόζη χωρίζεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε ακετυλο-ΟοΑ.
2. Ο κύκλος κιτρικού οξέος (κύκλος Krebs) . Αυτό είναι το δεύτερο στάδιο της κυτταρικής αναπνοής και λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια. Κατά τη διάρκεια του κύκλου του κιτρικού οξέος, το ακετυλο-ΟοΑ διασπώνεται περαιτέρω και η ενέργεια που απελευθερώνεται από αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιείται για την παραγωγή ΑΤΡ, NADH και FADH2.
3. Οξειδωτική φωσφορυλίωση . Αυτό είναι το τρίτο και τελικό στάδιο της κυτταρικής αναπνοής και λαμβάνει χώρα στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων. Κατά τη διάρκεια της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από NADH και FADH2 σε οξυγόνο και η ενέργεια που απελευθερώνεται από αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων σε όλη την εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη. Αυτό δημιουργεί μια κλίση πρωτονίων, η οποία χρησιμοποιείται για να οδηγήσει τη σύνθεση του ΑΤΡ.