Quando senti il termine respirazione, potresti pensare naturalmente ai tuoi polmoni, perché respirare significa respirare. Tuttavia, respirazione cellulare è il modo in cui le tue cellule producono energia dalle molecole del cibo che mangi.
Questo processo può essere sia aerobico o anaerobico – che richiedono o meno ossigeno. Quando si tratta di eucarioti, che hanno tutti nuclei distinti contenenti le loro informazioni genetiche, il tipo di respirazione cellulare varia in base alle circostanze e persino alla specie.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
La maggior parte delle cellule eucariotiche usa respirazione aerobica, che si basa sull'ossigeno ed è più efficiente per la produzione di energia. Tuttavia, alcune cellule eucariotiche si rivolgono a respirazione anaerobica quando l'ossigeno non è disponibile. Gli scienziati hanno recentemente scoperto tre sorprendenti eucarioti che vivono in una parte dell'oceano priva di ossigeno e quindi utilizzano sempre la respirazione anaerobica.
Che cos'è la respirazione cellulare?
Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di energia. Tuttavia, il processo di prelievo di energia non termina quando inghiotti il tuo burrito. La respirazione cellulare è un percorso biochimico che libera l'energia immagazzinata nei legami chimici che tengono insieme quelle molecole di cibo.
Le cellule eucariotiche generalmente usano respirazione aerobica – che richiedono ossigeno – per produrre energia utilizzabile chiamata ATP dalle molecole di glucosio. Lo schema generale per la respirazione aerobica nelle cellule eucariotiche prevede tre passaggi complessi: glicolisi, il ciclo dell'acido citrico e il catena di trasporto degli elettroni reazioni. Questo tipo di respirazione avviene principalmente in organelli specializzati chiamati mitocondri.
Le cellule procariotiche, d'altra parte, tendono a utilizzare la respirazione anaerobica, che non richiede ossigeno. Sebbene possano utilizzare la respirazione aerobica, spesso sono in grado di creare energia sufficiente tramite la respirazione anaerobica. Il primo passo con la respirazione anaerobica è anche la glicolisi, che produce due molecole di ATP da un glucosio.
È anche produce piruvato, che può quindi andare in due direzioni: verso la fermentazione o verso l'acido lattico (utilizzato dalle cellule animali in alcune circostanze). Questo tipo di respirazione cellulare avviene principalmente nel in citoplasma.
Respirazione aerobica vs anaerobica
La resa energetica della respirazione anaerobica non è buona quanto quella della respirazione aerobica. Per questo motivo, gli eucarioti utilizzano sempre la respirazione cellulare aerobica quando l'ossigeno è disponibile. Tuttavia, a volte le cellule eucariotiche si rivolgono a respirazione anaerobica quando esauriscono l'ossigeno di cui hanno bisogno per la respirazione aerobica.
Il miglior esempio di questo è il tuo cellule muscolari. Quando hai lavorato così duramente che le tue cellule muscolari hanno esaurito tutto l'ossigeno disponibile, le tue cellule passano semplicemente al percorso anaerobico per farti andare avanti. Questo produce acido lattico, che può essere ossidato nel cuore per produrre energia o riconvertito in glucosio nel fegato, se non è più necessario.
Una nuova (ish) scoperta
Per molto tempo, gli scienziati hanno creduto che mentre alcune cellule eucariotiche si rivolgessero alla respirazione anaerobica quando era assolutamente necessario e che tutti gli eucarioti si affidassero preferenzialmente alla respirazione aerobica. Immaginate la loro sorpresa quando hanno scoperto l'esistenza di organismi pluricellulari che non avevano mai nemmeno incontrato l'ossigeno, tanto meno lo usavano per i processi cellulari!
Nel 2010, gli scienziati che hanno setacciato il fondo del Mar Mediterraneo hanno trovato tre di queste specie sepolte nei sedimenti, a circa 10.000 piedi sotto la superficie dell'oceano. Questo bacino è ipersalina, o circa otto volte più salato della normale acqua di mare. Questa densità significa che l'acqua nel bacino non può mescolarsi con la normale acqua di mare sopra di esso, il che lo rende anossico, o completamente senza ossigeno.
Gli scienziati hanno aggiunto i tre organismi che hanno trovato al phylum animale chiamato più recentemente, chiamato Loricifera; ora si chiamano Spinoloricus cinziae, Rugiloricus nov. sp. e Plicilorico nov. sp. Dal momento che queste minuscole creature marine trascorrono tutta la loro vita senza mai incontrare ossigeno, il loro mitocondri sono più simili idrogenosomi, che sono gli organelli che eseguono la respirazione anaerobica in molti parassiti unicellulari.