Le métabolisme aérobie utilise l’oxygène pour éliminer l’énergie du glucose et la stocke dans une molécule biologique appelée adénosine triphosphate (ATP). L’ATP est la source d’énergie du corps humain, et la séparation des molécules d’ATP libère de l’énergie qui est utilisée pour une variété de processus biologiques, y compris le mouvement des molécules à travers les membranes. Le métabolisme aérobie est également appelé respiration aérobie, respiration cellulaire et respiration cellulaire aérobie. Le métabolisme anaérobie est une autre forme de métabolisme, mais il se produit sans oxygène, mais le corps humain n’est pas conçu pour maintenir une respiration anaérobie pendant une longue période, ce qui provoque un stress important.
La première étape du métabolisme aérobie est appelée glycolyse. La glycolyse se produit dans le cytoplasme de la cellule. Les sucres complexes sont décomposés en glucose par une variété d’enzymes, et ce glucose est ensuite décomposé en deux molécules d’acide pyruvique, autrement connu sous le nom de pyruvate. L’énergie libérée par cette décomposition est stockée dans deux molécules d’ATP. La glycolyse est unique en ce qu’elle est la seule étape du métabolisme à se produire dans le cytoplasme, et les deux autres étapes se produisent à l’intérieur des mitochondries.
Dans la deuxième étape du métabolisme aérobie, appelée cycle de l’acide citrique, les deux molécules de pyruvate sont utilisées pour créer des molécules réductrices riches en énergie qui sont utilisées plus tard dans le processus de respiration. Certaines de ces molécules peuvent être converties directement en ATP si nécessaire, bien que cela ne se produise pas toujours. L’eau et le dioxyde de carbone sont produits en tant que déchets de ce cycle, ce qui est la raison pour laquelle les êtres humains respirent de l’oxygène et expirent du dioxyde de carbone. Le cycle de l’acide citrique, comme la glycolyse, produit 2 ATP.
La dernière étape du métabolisme aérobie est appelée chaîne de transport d’électrons et se produit sur la membrane interne des mitochondries. Dans cette étape, les molécules riches en énergie dérivées du cycle de l’acide citrique sont utilisées pour maintenir un gradient de charge positive, appelé gradient chimiosmotique, qui est utilisé pour générer de nombreuses molécules d’ATP. Cette étape génère le plus d’ATP du processus de métabolisme aérobie, créant une moyenne d’environ 32 molécules d’ATP. Une fois que la chaîne de transport d’électrons a généré de l’ATP, les molécules riches en énergie sont libres d’être réutilisées par le cycle de l’acide citrique.
Le métabolisme aérobie génère environ 36 molécules d’ATP. La respiration anaérobie ne génère qu’environ dix pour cent de cette quantité. L’utilisation d’oxygène est la plus importante à la fin de la chaîne de transport d’électrons, car elle facilite le gradient chimiosmotique. L’existence d’un métabolisme dépendant de l’oxygène est la raison pour laquelle les mitochondries sont communément appelées la centrale électrique du corps.