Ademhaling vindt voornamelijk plaats in de mitochondriën van eukaryotische cellen. De mitochondriën zijn een gespecialiseerd organel dat vaak de ‘krachtcentrale van de cel’ wordt genoemd, omdat het verantwoordelijk is voor het genereren van het grootste deel van het ATP (adenosinetrifosfaat) van de cel via cellulaire ademhaling.

Cellulaire ademhaling is een reeks chemische reacties die organische verbindingen, zoals glucose, afbreken om energie vrij te geven in de vorm van ATP. Het proces omvat drie hoofdfasen:glycolyse, de Krebs-cyclus (citroenzuur) en oxidatieve fosforylering.

1. Glycolyse:

- Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel.

- In deze fase wordt glucose afgebroken tot kleinere moleculen, waaronder pyruvaat.

- Tijdens de glycolyse wordt een kleine hoeveelheid ATP en NADH (nicotinamide-adenine-dinucleotide) gegenereerd.

2. Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus):

- De Krebs-cyclus vindt plaats in de mitochondriale matrix.

- Pyruvaat uit de glycolyse wordt verder afgebroken en gecombineerd met co-enzym A om Acetyl-CoA te vormen.

- Door een reeks chemische reacties wordt Acetyl-CoA geoxideerd, waarbij CO2 vrijkomt en ATP, NADH en FADH2 (flavine-adenine-dinucleotide) worden gegenereerd.

3. Oxidatieve fosforylering:

- Oxidatieve fosforylering vindt plaats op het binnenmembraan van de mitochondriën.

- NADH en FADH2 gegenereerd in de voorgaande fasen geven hun elektronen door aan de elektronentransportketen.

- Terwijl de elektronen door de keten bewegen, wordt hun energie gebruikt om waterstofionen (H+) van de mitochondriale matrix naar de intermembraanruimte te pompen, waardoor een protonengradiënt ontstaat.

- De stroom waterstofionen terug in de matrix via ATP-synthase stimuleert de synthese van ATP.

Samenvattend vindt cellulaire ademhaling voornamelijk plaats in de mitochondriën van eukaryotische cellen, waarbij specifieke stadia plaatsvinden in het cytoplasma en de mitochondriale matrix. Het proces omvat glycolyse, de Krebs-cyclus en oxidatieve fosforylering om organische moleculen om te zetten in energie in de vorm van ATP.