1. Métabolisme du glucose : Les neurones utilisent principalement le glucose comme principale source d’énergie. Le glucose est une molécule de sucre qui pénètre dans le neurone via des transporteurs de glucose spécialisés dans la membrane cellulaire.
2. Glycolyse : Une fois à l’intérieur du neurone, le glucose subit une série de réactions chimiques appelées glycolyse. La glycolyse se produit dans le cytoplasme et décompose le glucose en molécules plus petites, dont le pyruvate, et libère une petite quantité d'énergie sous forme d'ATP (adénosine triphosphate), une molécule qui sert de principale monnaie énergétique de la cellule.
3. Transport mitochondrial : Les molécules de pyruvate produites lors de la glycolyse sont transportées dans les mitochondries. Ici, ils entrent dans le cycle de l’acide citrique (également connu sous le nom de cycle de Krebs), une série de réactions chimiques qui décomposent davantage le pyruvate et libèrent de l’énergie.
4. Cycle de l'acide citrique : Dans le cycle de l'acide citrique, les molécules de pyruvate sont combinées avec la coenzyme A (CoA) pour former l'acétyl CoA, qui entre dans le cycle. Au fur et à mesure que l'acétyl CoA traverse le cycle, il subit une série de réactions qui libèrent du dioxyde de carbone (CO2), génèrent de l'ATP et produisent des porteurs d'électrons à haute énergie, tels que le NADH (nicotinamide adénine dinucléotide) et le FADH2 (flavine adénine dinucléotide).
5. Chaîne de transport d'électrons : Les molécules NADH et FADH2 produites dans le cycle de l'acide citrique transportent des électrons de haute énergie vers la chaîne de transport d'électrons, une série de complexes protéiques situés dans la membrane interne des mitochondries. À mesure que les électrons se déplacent dans la chaîne, leur énergie est utilisée pour pomper les ions hydrogène (H+) de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire, créant ainsi un gradient de protons.
6. Synthèse d'ATP : Le gradient de protons généré par la chaîne de transport d’électrons détermine l’étape finale de la production d’énergie, connue sous le nom de phosphorylation oxydative. Le flux de protons retourne dans la matrice mitochondriale via l'ATP synthase, une enzyme, qui entraîne la synthèse de l'ATP à partir de l'ADP (adénosine diphosphate) et du phosphate inorganique (Pi).
Grâce à ce processus de respiration cellulaire, les neurones convertissent l’énergie chimique stockée dans le glucose en ATP, la monnaie énergétique universelle de la cellule. L'ATP est ensuite utilisé pour alimenter divers processus cellulaires, notamment la transmission de signaux électriques (potentiels d'action) le long de l'axone du neurone, le transport actif d'ions et de molécules à travers la membrane cellulaire et la synthèse de composants cellulaires essentiels.
