Τι συμβαίνει στο σώμα μας κατά τη διάρκεια της αναπνοής των κυττάρων;

Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, εμφανίζονται αρκετές κρίσιμες διεργασίες στο σώμα μας, επιτρέποντας στα κύτταρα να μετατρέπουν την ενέργεια που αποθηκεύεται σε οργανικά μόρια (όπως η γλυκόζη) σε τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ), το πρωτογενές ενεργειακό νόμισμα για τα κύτταρα. Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής μπορεί να συνοψιστεί σε τρία κύρια στάδια:γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs (που ονομάζεται επίσης κύκλος κιτρικού οξέος) και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Ακολουθεί μια επισκόπηση κάθε σταδίου:

1. γλυκόλυση:

- Η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Είναι το αρχικό στάδιο της κυτταρικής αναπνοής και δεν απαιτεί οξυγόνο.

-Ένα μόριο γλυκόζης, ζάχαρη έξι άνθρακα, χωρίζεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού, μια ένωση τριών άνθρακα.

- Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, παράγεται μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ (2 μόρια ανά γλυκόζη) και παράγονται μόρια φορέα NADH (νικοτιναμιδική αδενίνη δινουκλεοτίδιο) και FADH2 (δινουκλεοτίδιο φλαβίνης αδενίνης), τα οποία περιέχουν ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που βασίζονται στην παραγωγή ΑΤΡ αργότερα στη διαδικασία.

2. Ο κύκλος Krebs:

- Ο κύκλος Krebs εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια του κυττάρου και λειτουργεί μόνο παρουσία οξυγόνου.

- Κάθε πυροσταφυλικό μόριο που παράγεται κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης εισέρχεται στα μιτοχόνδρια και υφίσταται μια σειρά από εννέα χημικές αντιδράσεις.

- Κατά τη διάρκεια αυτών των αντιδράσεων, τα άτομα άνθρακα από τα πυροσταφυλικά μόρια απελευθερώνονται ως διοξείδιο του άνθρακα (CO2), ενώ η ενέργεια που απελευθερώνεται καταγράφεται για να σχηματίζεται ΑΤΡ (έως 2 μόρια ανά πυροσταφυλικό), NADH (3 μόρια ανά πυροσταφυλικό) και FADH2 (2 μόρια ανά πυροσταθμισμένο).

3. Οξειδωτική φωσφορυλίωση:

- Η οξειδωτική φωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων και περιλαμβάνει μια σειρά μεταφορών ηλεκτρονίων.

- Τα μόρια NADH και FADH2 που παράγονται σε γλυκόλυση και ο κύκλος Krebs περνούν τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας σε μια αλυσίδα φορέων ηλεκτρονίων.

- Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω αυτής της αλυσίδας, συμβαίνει μια διαδικασία που ονομάζεται χημειοσμίωση, όπου τα πρωτόνια (Η+) αντλούνται από τη μιτοχονδριακή μήτρα στον διαμεμβρανικό χώρο.

- Η ροή των πρωτονίων πίσω στη μήτρα μέσω μιας πρωτεΐνης μεμβράνης που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ. Ένα μόριο ΑΤΡ παράγεται για κάθε τρία πρωτόνια που μετακινούνται πίσω.

Μέσω της κυτταρικής αναπνοής, τα σώματά μας εξάγουν αποτελεσματικά την ενέργεια αποθηκευμένη σε οργανικά μόρια και την μετατρέπουν σε ΑΤΡ, η οποία χρησιμοποιείται από σχεδόν κάθε κυτταρική λειτουργία που απαιτεί ενέργεια. Αυτή η διαδικασία εξασφαλίζει μια σταθερή παροχή ενέργειας για την τροφοδοσία των διαφόρων δραστηριοτήτων και διαδικασιών εντός των κυττάρων μας.