1. Glycolyse (dans le cytoplasme) :
- Le glucose est décomposé en deux molécules de pyruvate.
- Chaque pyruvate subit une série de réactions enzymatiques pour former de l'acétyl CoA.
- Au cours de ce processus, 2 molécules d'ATP (gain net) et 2 molécules de NADH (forme réduite de nicotinamide adénine dinucléotide) sont produites.
2. Cycle de Krebs (dans la matrice mitochondriale) :
- Chaque Acétyl CoA entre dans le cycle de Krebs, une série de réactions chimiques qui l'oxydent davantage.
- Pour chaque Acétyl CoA, le cycle de Krebs génère 3 molécules de NADH, 2 molécules de FADH2 (forme réduite de flavine adénine dinucléotide) et 1 molécule d'ATP (phosphorylation au niveau du substrat).
3. Phosphorylation oxydative (dans la membrane mitochondriale interne) :
- Les électrons de haute énergie transportés par NADH et FADH2 transitent le long de la chaîne de transport d'électrons, une série de complexes protéiques.
- Ce processus génère un gradient de protons à travers la membrane mitochondriale interne, qui pilote la synthèse de l'ATP via l'ATP synthase (également connue sous le nom de mécanisme chimiosmotique).
- Pour chaque paire d'électrons transférés via la chaîne de transport d'électrons, 2 à 3 molécules d'ATP sont produites (les estimations varient en fonction de la voie spécifique et de l'organisme).
Considérant l'ATP généré à chaque étape :
- Glycolyse :2 ATP (gain net)
- Cycle de Krebs :1 ATP + 3 NADH + 2 FADH2 (par Acétyl CoA)
- Phosphorylation oxydative :environ 30-32 ATP (par paire d'électrons transférés)
En supposant l’oxydation complète d’une molécule de glucose via la glycolyse et le cycle de Krebs, et en tenant compte de l’ATP généré par la phosphorylation oxydative, le rendement théorique maximum est de 36 à 38 molécules d’ATP pour chaque molécule de glucose. Cela représente l’énergie maximale qui peut être extraite et stockée sous forme d’ATP lors de la respiration cellulaire.
Il est important de noter qu’une certaine quantité d’ATP est utilisée dans les étapes initiales de la glycolyse et qu’une petite quantité peut être perdue en raison de l’inefficacité de la chaîne de transport des électrons. Cependant, le processus global est très efficace pour extraire l’énergie du glucose et la convertir en ATP, la « monnaie énergétique » de la cellule.
