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Metabolismo cellulare
Il metabolismo cellulare è il processo di conversione dei carboidrati, dei grassi e delle proteine in energia necessaria alle cellule. Durante le vie del metabolismo cellulare, l’energia viene immagazzinata nei legami fosfato ad alta energia delle molecole di adenosina trifosfato (ATP), che serve come valuta energetica delle cellule. A seconda della richiesta di ossigeno durante la produzione di ATP, ci sono due tipi principali di metabolismo presenti nella cellula: aerobico e anaerobico. Delle tre vie metaboliche di base, solo la glicolisi è considerata un metabolismo anaerobico, mentre il resto, compreso il ciclo dell’acido citrico (ciclo di Krebs) e la catena di trasporto degli elettroni sono considerati metabolismi aerobici.
Il metabolismo aerobico
Il metabolismo aerobico si verifica soltanto quando l’ossigeno è presente. Avviene nei mitocondri delle cellule ed è responsabile della fornitura del 90% del fabbisogno energetico del corpo. Durante il metabolismo aerobico, tutti i substrati di base, compresi i carboidrati, i grassi e le proteine, vengono scomposti e combinati con l’ossigeno molecolare per produrre energia, rilasciando come prodotti finali l’anidride carbonica e l’acqua. Ci sono due percorsi coinvolti nel metabolismo aerobico: il ciclo di Krebs, che avviene nella matrice dei mitocondri, e la catena di trasporto degli elettroni, che avviene nel sistema di trasporto degli elettroni situato nella membrana mitocondriale interna.
Il metabolismo anaerobico
Il metabolismo anaerobico non richiede ossigeno per la produzione di ATP. Si verifica attraverso la glicolisi, il processo attraverso il quale l’energia viene liberata dal glucosio. L’efficienza del metabolismo anaerobico è bassa perché produce un basso numero di molecole di ATP rispetto al metabolismo aerobico. La glicolisi avviene nel citoplasma e non richiede alcun organello. Pertanto, è un processo importante per tutti quegli organismi privi di mitocondri, come ad esempio i procarioti. Il prodotto finale del metabolismo aerobico è l’acido lattico, che può essere relativamente dannoso per il corpo.
Metabolismo aerobico vs. metabolismo anaerobico
Contrapporre il metabolismo aerobico al metabolismo anaerobico potrebbe risultare fuorviante poiché, queste due forme di metabolismo, non sono in opposizione tra loro ma sono strettamente legate e interdipendenti.
Facciamo un esempio:
Immagina di fare una lunga e piacevole passeggiata nel parco. Il tuo corpo utilizzerà entrambi i metabolismi aerobico e anaerobico. A condizione che tu abbia mangiato abbastanza quella mattina, che ti muova ad un ritmo normale e che non ti stia sforzando troppo, probabilmente non suderai o svilupperai un crampo da acido lattico.
Finché le vie metaboliche aerobiche del corpo riescono a tenere il passo con le richieste del corpo, il metabolismo anaerobico resterà attivo ma passerà in secondo piano. Se per qualche motivo l’energia prodotta dai processi aerobici diventasse insufficiente, i processi anaerobici assumerebbero un ruolo maggiore per soddisfare l’aumento della domanda.
La differenza chiave tra i due metabolismi è che il metabolismo aerobico avviene in presenza di ossigeno, mentre quello anaerobico no.
Questa differenza la possiamo notare anche nei prodotti finali dei due metabolismi. Nel metabolismo aerobico vengono prodotti anidride carbonica e acqua mentre, in quello anaerobico, viene prodotto acido lattico (che deve essere smaltito).
Generalmente, nella maggior parte dei casi, non si notano i sottoprodotti negativi del metabolismo anaerobico perché il corpo riesce ad eliminare questi sottoprodotti più velocemente di quanto possa produrli. Se però vi è un aumento dell’intensità e un maggior utilizzo del metabolismo anaerobico, il corpo non riuscirà a eliminare l’acido lattico più velocemente di quanto ne produrrà portando all’insorgenza di crampi o, in casi più gravi, ad acidosi metabolica.
In sintesi
| Metabolismo Aerobico | Metabolismo Anaerobico | |
| Ossigeno | Richiede ossigeno | Non richiede ossigeno |
| Durata | Teoricamente potrebbe continuare per sempre | Non può continuare all’infinito |
| Fonti energetiche | Carboidrati, Grassi e Proteine | Carboidrati |
| Intensità | Coinvolge attività da bassa a moderata intensità | Coinvolge attività ad alta intensità |
| Dove avviene? | Nei mitocondri | Nel citoplasma delle cellule |
| Chi produce più energia? | Con la stessa quantità di substrato, produce più energia il metabolismo aerobico | Produce meno energia |
| Come avviene la produzione di energia | Tramite il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni | Tramite la glicolisi |
| Chi contribuisce di più? | Il metabolismo aerobico contribuisce maggiormente (circa il 90%) alla fornitura di energia | Il metabolismo anaerobico contribuisce meno |
| Prodotti finali | Il prodotto finale del metabolismo aerobico sono anidride carbonica e acqua | Quello del del metabolismo anaerobico è l’acido lattico |