Il metabolismo aerobico utilizza l’ossigeno per rimuovere l’energia dal glucosio e la immagazzina in una molecola biologica chiamata adenosina trifosfato (ATP). L’ATP è la fonte di energia del corpo umano e la rottura delle molecole di ATP rilascia energia che viene utilizzata per una varietà di processi biologici, incluso il movimento delle molecole attraverso le membrane. Il metabolismo aerobico è anche chiamato respirazione aerobica, respirazione cellulare e respirazione cellulare aerobica. Il metabolismo anaerobico è un’altra forma di metabolismo, ma avviene senza ossigeno, ma il corpo umano non è costruito per mantenere la respirazione anaerobica per lungo tempo, e così facendo provoca grande stress.
La prima fase del metabolismo aerobico è chiamata glicolisi. La glicolisi avviene nel citoplasma della cellula. Gli zuccheri complessi vengono scomposti in glucosio da una varietà di enzimi e questo glucosio viene quindi ulteriormente scomposto in due molecole di acido piruvico, altrimenti noto come piruvato. L’energia rilasciata da questa scomposizione è immagazzinata in due molecole di ATP. La glicolisi è unica in quanto è l’unico stadio del metabolismo che si verifica nel citoplasma e gli altri due stadi si verificano all’interno dei mitocondri.
Nella seconda fase del metabolismo aerobico, chiamata ciclo dell’acido citrico, le due molecole di piruvato vengono utilizzate per creare molecole riducenti ricche di energia che vengono utilizzate successivamente nel processo di respirazione. Alcune di queste molecole possono essere convertite direttamente in ATP, se necessario, anche se ciò non sempre accade. L’acqua e l’anidride carbonica vengono prodotte come prodotti di scarto di questo ciclo, motivo per cui gli esseri umani inspirano ossigeno ed espirano anidride carbonica. Il ciclo dell’acido citrico, come la glicolisi, produce 2 ATP.
Lo stadio finale del metabolismo aerobico è chiamato catena di trasporto degli elettroni e si verifica sulla membrana interna dei mitocondri. In questa fase, le molecole ricche di energia derivate dal ciclo dell’acido citrico vengono utilizzate per sostenere un gradiente di carica positiva, chiamato gradiente chemiosmotico, che viene utilizzato per generare molte molecole di ATP. Questo passaggio genera la maggior parte di ATP dal processo metabolico aerobico, creando una media di circa 32 molecole di ATP. Dopo che la catena di trasporto degli elettroni ha generato ATP, le molecole ricche di energia sono libere di essere riutilizzate dal ciclo dell’acido citrico.
Il metabolismo aerobico genera circa 36 molecole di ATP. La respirazione anaerobica genera solo il dieci percento di tale quantità. L’uso dell’ossigeno è molto importante alla fine della catena di trasporto degli elettroni, poiché aiuta il gradiente chemiosmotico. L’esistenza di un metabolismo dipendente dall’ossigeno è il motivo per cui i mitocondri sono comunemente noti come la centrale elettrica del corpo.