Il glucosio è la principale fonte energetica dell'organismo, in grado di fosforilare l'ADP e trasformarlo in ATP. Le reazioni che portano alla rottura del glucosio o di altre
molecole ad alto contenuto energetico, sono ossido riduzioni che avvengono in modo graduale; le prime tappe di questo complesso processo prendono il nome di glicolisi e avvengono nel citoplasma delle cellule; si tratta di una serie di reazioni che inizialmente portano al consumo di 2ATP per ogni molecola di glucosio, ma che poi permettono la produzione di 4 ATP, con un guadagno netto di 2 ATP. 4 gruppi fosfato si legano a molecole derivate
dal glucosio e successivamente vengono ceduti per la formazione di 4 molecole di ATP. Durante il processo vengono inoltre prodotti 2 NADH. Al termine della glicolisi, il glucosio è stato trasformato in 2 molecole di acido piruvico, una molecola a 3 atomi di carbonio, che contiene ancora nei suoi legami una certa quantità di energia.
I processi fermentativi
E' noto che molti organismi eterotrofi sono capaci di vivere e di svolgere un'attività vivace in assenza di ossigeno e che altri organismi non solo possono, ma debbono vivere in assenza di ossigeno. Qual è, ci si domanda, la fonte di energia
per questi organismi?
La risposta è: in questi organismi l'adenosintrifosfato viene prodotto attraverso un meccanismo più semplice della respirazione ed anche molto più antico: si tratta della fermentazione.
Uno schema di fermentazione (alcoolica) è quello che viene operato dai funghi saccaromiceti, detti anche lieviti, che prosperano nei liquidi zuccherini qual è il mosto di uva. In questo caso la molecola del glucosio viene scissa secondo
l'equazione :
C6 H12 O6 → 2 CH3 -CH2 OH + 2 CO 2
+ 58.6 kJoule
Glucosio dà etanolo, biossido di carbonio ed energia;
per uno schema più dettagliato, si veda la figura a lato.
L'energia liberata durante la glicolisi è sufficiente a fosforilare 2 molecole di ATP equivalenti a 58.6 kJoule. Mentre l'anidride carbonica si libera, l'etanolo si concentra nel liquido circostante e
l'ATP rimasto nella cellula viene utilizzato dai microscopici funghi per le loro basilari esigenze. Questa reazione di regola non è reversibile. Un altro schema di fermentazione è la fermentazione lattica, che si riscontra in molti organismi ed anche nei muscoli dei Vertebrati durante l'attività intensa; lo schema è quello presentato in figura:
Anche in questo caso, la produzione è di 2 sole molecole di ATP per molecola di glucosio.; qual è allora la funzione della fermentazione?
Entrambi le reazioni hanno lo scopo di rendere nuovamente disponibile il coenzima NAD+, perché questo possa nuovamente ridursi
Per ciascuna molecola di glucosio consumata, la fermentazione libera una quantità di ATP molto inferiore a quella liberata dalla respirazione : 2 parti contro 38. Va però notato che i prodotti della fermentazione possono venire ancora adoperati dall'organismo, quindi l'energia di legame in essi contenuta non viene sprecata.
