Respirația celulară (internă)

Respirația celulară este reprezentată de ansamblul proceselor prin care oxigenul sangvin este cedat celulelor și utilizat în metabolism, iar CO₂ rezultat este trecut în sânge. Din punct de vedere funcțional respirația internă cuprinde două procese: schimbul de gaze la nivel tisular și respirația celulară propriu-zisă.

1. Schimbul de gaze tisular.

Transferul oxigenului din sângele capilar către celule de utilizare are loc printr-un proces de difuziune prin intermediul lichidului interstițial. Difuziunea gazelor prin endoteliul capilar și prin membranele celulare depinde de aceiași factori care condiționează difuziunea gazelor la nivelul plămânilor. Oxigenul trece dinspre sânge spre țesuturi de la o presiune parțială 97,5 mm Hg la 40 mm Hg, în timp ce CO₂ trece în sânge de la o presiune de 47 mm Hg în țesuturi la o presiune parțială de 40 mm Hg.

Oxigenul este adus de sânge sub formă de HbO₂ saturat în proporție de 97,5%. Gradul de saturație a Hb variază proporțional cu valoarea presiunii parțiale a O₂ din aerul alveolar, cu care se echilibrează. Curba de disociere a HbO₂ în funcție de presiunea parțială a oxigenului nu este lineară ci are forma literei S italic. La nivelul țesuturilor unde pO₂ este 40 mm Hg disocierea HbO₂ se face până la 50-70%, și este favorizată de patru factori: scăderea pO₂, creșterea temperaturii locale, scăderea pH-ului și creșterea cantității de CO₂.

2. Respirația celulară propriu-zisă.

Din oxidarea glucidelor, lipidelor și proteinelor (prin dehidrogenări, hidratări, decarboxilări sau dezaminări) rezultă CO₂, H₂O și energie. Respirația celulară este un fenomen de oxidare biologică în cadrul căruia O₂ intervine ca acceptor final de electroni și de H⁺ (activați în prealabil în mitocondrii prin reacții de oxidoreducere ce constituie lanțul respirator) formând apa, iar în urma oxidării carbonului terminal se generează CO₂.

Aceste reacții de oxidoreducere se realizează cu producere de energie din care o parte se degajă sub formă de căldură, iar restul este înmagazinată sub formă de ATP, care ulterior reprezintă furnizorul de energie pentru menținerea proceselor vitale. Preponderent în producerea energiei este metabolismul glucidic anaerob și aerob prin care se eliberează energia pentru sinteza a 38 molecule de ATP. Necesarul de O₂ din procesele de oxidare a lipidelor, glucidelor etc. se repercutează asupra ventilației pulmonare prin creșterea amplitudinii și frecvenței respirației.

În absența oxigenului reacțiile de oxidoreducere ale lanțului respirator nu mai au loc și în consecință este anulată și producerea de energie. În funcție de afinitățile pentru oxigen, Guyton (1985) grupează celulele organismului în trei tipuri:

• celule de tip A sărace în mitocondrii, cu metabolism preponderent glicolitic (în anaerobioză), puțin sensibile la hipoxie; de exemplu: nevroglia, fibrele musculare netede, celulele țesutului nodal, eritrocitele;
• celule de tip B bogate în mitocondrii, cu metabolism preponderent oxidativ, foarte sensibile la hipoxie; de exemplu: neuronii, fibrele miocardice contractile;
• celule de tip C, ce reprezintă o îmbinare a celor două tipuri precedente cu posibilități de orientare metabolică pe o cale sau alta, dependent de aportul de oxigen; de exemplu: fibrele musculare striate roșii și

Există corelații metabolice intime între celulele de tip A și B; produșii de catabolism ai celulelor de tip A (acid lactic, acetilcoenzima A) fiind oxidați în celule de tip B. Asemenea asociații celulare sunt: nevroglia cu neuronul, celulele nodale cu fibrele miocardice contractile.