La respirazione è un processo assolutamente necessario a tutte le cellule eucariote e procariote e ha lo scopo di degradare molecole semplici come il glucosio o gli acidi grassi traendo da esse l'energia necessaria a tutte le funzioni della cellula. Il processo biochimico della respirazione si svolge in ogni cellula; negli organismi pluricellulari e soprattutto in quegli superiori come i mammiferi e l'uomo esistono degli organi e degli apparati che hanno la finalità di trasportare l'ossigeno ,essenziale per la respirazione aerobia in ogni cellula. Questi due meccanismi molecolari da una parte e macroscopici dall'altra sono altamente integrati ed indissolubili. In questo scritto di oggi parlo brevemente del meccanismo molecolare presente in ogni cellula e parto dal glucosio che è la molecola più importante e frequente che agisce da produttore di energia.

Il glucosio incomincia ad essere degradato attraverso la glicolisi anaerobica ,cioè fatta senza la presenza di ossigeno; esso è un processo antichissimo esistente sin dai primordi della vita secondo la teoria evolutiva, e consiste nella degradazione enzimatica della molecola di glucosio a sei atomi di carbonio C6H12O6 in prodotti più semplici a tre atomi di carbonio come l'ac.piruvico; per fare questa operazione chimica intervengono ben nove enzimi che lavorano in serie ,a cascata. L'energia che si libera dalla scissione non viene dispersa ma inglobata in due molecole di atp attraverso la reazione di adp+ ac.fosforico =atp che è una molecola altamente energetica e che è la moneta di scambio energetica di tutta la cellula. Questo processo non ha molto rendimento perchè da una molecola di glucosio si ottiene solo due molecole di atp utilizzabili dalla cellula. Il resto dell'energia non viene impiegato e verrebbe a essere inutilizzato se il processo non proseguisse nella glicolisi aerobica. Con un altro processo enzimatico l'acido piruvico viene trasformato in una molecola a due atomi di carbonio che è l'acetil coenzima A e quest' ultimo entra nel così detto ciclo di Krebs che è composto di multiple reazioni enzimatiche circolari che hanno lo scopo di trasformare l'acetil coenzima in altri composti con cessione di protoni H+ ad una molecola chiamata ND che si riduca ad NDH.In questo ciclo se ne formano parecchie di queste molecole che generano energia protonica ad altre molecole di adp che si trasforma in atp attraverso l'enzima atpsintetasi presente nelle membrane deimitocontri la struttura energetica della cellula. Finito il ciclo di Krebs inizia l'ultimo processo la cosiddetta fosforilazione ossidativa che attraverso la catena dei citocromi, enzimi trasportatori di elettroni arriva all'ossigeno che è l'ultimo accettore di elettroni formandosi la reazione finale H2+O2 =h20 :In quest'ultimo passaggio di reazioni dei citocromi c'è passaggio di energia sotto forma di protoni attraverso l'atpsintetasi con formazione di altro atp. In ultima analisi attraverso la glicolisierobia si formano da una molecola di glucosio ben 38 molecole di atp che è la moneta di scambio energetico rapido per tutte le attività della cellula. In tutta questa sommaria descrizione vorrei soffermarmi ancora sulla atp sintetasi che è una macchina molecolare complessa formata da due parti fondamentali, la F0 ela F1-La f0 è un canale inserito nella membrana mitocondriale interna in cui passano i protoni che danno energia ad un'altra sub-unità chiamata gamma che è un vero e proprio motore rotatorio che, è collegato alla struttura F1 formata da due sub-unità alfa e beta ripetute 3 volte e disposte come lo spicchio di un arancia ;La sub-unità gamma ruotando fa cambiare di conformazione le tre sub-unità alfa-beta; la alfa-beta vuota si trasforma in alfa beta adp+ ac.fosforico che si può combinare con l'adp ed ac.fosforico e poi si trasforma in alfabeta-atp in cui avviene la reazione adp+ ac.fosforico=atp. L'atp sintetasi è un vero e proprio motore protonico e per la sua struttura estremamente complessa è chiaramente progettata non potendo il caso formare assolutamente questo complesso. Tutte le reazioni a cascata dell’intero processo della glicolisi anaerobica e aerobica sono irriducibilmente complesse :se manca uno solo dei numerosi passaggi enzimatici presenti la glicolisi non può avvenire: tutti gli enzimi della glicolisi anaerobia ,del ciclo di Kebs, dei citocromi e infine l'atp sintetasi devono essere presenti perchè altrimenti niente può avvenire. Tutto deve essere sorto rapidamente e improvvisamente con un atto creativo di un'intelligenza.

Il prossimo articolo lo dedicherò alla respirazione macroscopica nei mammiferi e dell'uomo.