La respiration, une réaction chimique qui libère de l'énergie, est essentielle pour toutes les formes de vie. La respiration aérobie se déroule en trois étapes: la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons. Pour comprendre le cycle de Krebs, il est important de comprendre le processus de respiration dans son ensemble et la différence entre la respiration aérobie et anaérobie.

Le processus de respiration

Les plantes respirent constamment, fabriquent des acides aminés à partir de sucres et d'autres nutriments pour former les protéines dont ils ont besoin pour rester en vie. Les humains, les animaux et les oiseaux ont besoin d'énergie pour se déplacer et maintenir une température corporelle stable lorsque leur environnement est plus froid qu'eux. La respiration implique une série de réactions alimentées principalement par le glucose (les graisses et les protéines sont également utilisées), qui est oxydée pour créer du dioxyde de carbone puis synthétisée pour donner de l'énergie aux cellules sous forme d'adénosine triphosphate (ATP). Ne confondez pas la respiration avec la respiration: la respiration libère de l'énergie, tandis que la respiration permet à l'air d'entrer et de sortir de vos poumons.

Respiration aérobie et anaérobie

La respiration aérobie utilise le glucose et l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone et l'eau comme déchet. La respiration aérobie se produit continuellement dans les cellules des plantes et des animaux, les réactions se déroulant à l'intérieur de minuscules objets dans une cellule, connus collectivement sous le nom de mitochondries. C'est là que la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons se produisent.

La respiration aérobie libère 19 fois plus d'énergie qu'un autre type de respiration, la respiration anaérobie, à partir de la même quantité de glucose. Bien que la respiration aérobie se produise à tout moment, la respiration anaérobie se produit pendant les efforts de courte durée, les mouvements de haute intensité, tels que la musculation, le sprint et le saut. La respiration anaérobie ne nécessite pas d'oxygène car beaucoup moins d'énergie est libérée et le glucose n'est pas complètement décomposé.

Le cycle de Krebs

La première étape de la respiration aérobie, la glycolyse, repose sur la dégradation des enzymes le glucose, libérant de l'énergie et du pyruvate. Ceci est suivi du cycle de Krebs, également connu sous le nom de cycle de l'acide citrique ou du cycle de l'acide tricarboxylique. Le cycle de Krebs prend les molécules de pyruvate créées pendant la glycolyse pour produire des molécules à haute énergie de NADH, flavine adénine dinucléotide (FADH2) et de l'ATP. Quand les molécules de pyruvate sont formées avant le cycle de Krebs, elles sont converti à partir de molécules à trois carbones en une substance appelée acétyl-coenzyme A ou acétyl-CoA. Au début du cycle de Krebs, l'acétyl-CoA se combine avec un acide à quatre carbones appelé acide oxaloacétique pour former un acide à six carbones appelé acide citrique. L'acide citrique produit une série de conversions, impliquant jusqu'à 10 réactions chimiques déclenchées par des enzymes. Dans l'une des réactions, les électrons de haute énergie sont déchargés au nicotinamide adénine dinucléotide (NAD). Lorsque la molécule NAD atteint un ion hydrogène, elle se réduit à devenir NADH. Dans une autre réaction, la flavine adénine dinucléotide (FAD) agit comme accepteur d'électrons et capte deux ions hydrogène pour devenir FADH2. NADH et FADH2 sont des composés importants pour le dernier stade de la respiration aérobie, la chaîne de transport d'électrons (également connue sous le nom de système de cytochrome), où ils donnent leurs électrons aux protéines et libèrent de l'énergie. À la fin du cycle de Krebs, l'acide oxaloacétique est produit, ce qui est exactement le même que l'acide oxaloacétique qui commence le cycle, et le processus recommence.

Quand la respiration anaérobie se produit, il n'y a pas d'oxygène agir comme l'accepteur final d'hydrogène. Cela signifie que ni le cycle de Krebs ni la chaîne de transport d'électrons subséquente n'a lieu.