Ποια είναι η διαδικασία που εκτελούν τα κύτταρα των οργανισμών για να απελευθερώσουν ενέργεια από τη γλυκόζη;
1. Γλυκόλυση: Αυτό συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και δεν απαιτεί οξυγόνο. Καταστρέφει τη γλυκόζη (ζάχαρη έξι άνθρακα) σε δύο μόρια πυροσταφυλικού (μόριο τριών άνθρακα). Αυτή η διαδικασία παράγει μια μικρή ποσότητα ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου και το NADH (δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμίδης), ένας φορέας ηλεκτρονίων.
2. Οξείδωση πυροσταφυλικού: Τα πυροσταφυλικά μόρια που παράγονται σε γλυκόλυση μεταφέρονται στα μιτοχόνδρια, τα ισχύος του κυττάρου. Εδώ, μετατρέπονται σε ακετυλο-ΟοΑ (ακετυλο-συνένζυμο Α), ένα μόριο δύο άνθρακα. Αυτή η διαδικασία παράγει επίσης NADH.
3. Κύκλος Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος): Αυτός ο κύκλος λαμβάνει χώρα στη μιτοχονδριακή μήτρα. Το ακετυλο-ΟοΑ εισέρχεται στον κύκλο και χωρίζεται, απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια και διοξείδιο του άνθρακα. Ο κύκλος παράγει ΑΤΡ, NADH και FADH2 (δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης), ένας άλλος φορέας ηλεκτρονίων.
4. Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων: Αυτό είναι το τελικό στάδιο της κυτταρικής αναπνοής και εμφανίζεται στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη. Τα μόρια NADH και FADH2 που παράγονται στα προηγούμενα στάδια παρέχουν ηλεκτρόνια στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τα κάτω στην αλυσίδα, η ενέργεια απελευθερώνεται και χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων σε όλη τη μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης. Αυτή η κλίση στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να οδηγήσει την παραγωγή ΑΤΡ μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται χημειοσμίωση. Το οξυγόνο είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων στην αλυσίδα, συνδυάζοντας με πρωτόνια για να σχηματίσει νερό.
Συνολικά, η κυτταρική αναπνοή μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
* γλυκόζη + οξυγόνο → διοξείδιο του άνθρακα + νερό + ATP
Αυτή η διαδικασία είναι απίστευτα αποτελεσματική, παράγοντας πολύ περισσότερο ATP από την γλυκόλυση μόνο. Η ενέργεια που αποθηκεύεται στους δεσμούς της γλυκόζης αξιοποιείται για τη δημιουργία ΑΤΡ, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία διαφόρων κυτταρικών διεργασιών όπως η συστολή των μυών, η πρωτεϊνική σύνθεση και η ενεργή μεταφορά.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυτταρικής αναπνοής:
* Αερόβια αναπνοή: Αυτός ο τύπος απαιτεί οξυγόνο και είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος παραγωγής ATP. Είναι ο πρωταρχικός τρόπος αναπνοής στους περισσότερους οργανισμούς.
* Αναερόβια αναπνοή: Αυτός ο τύπος δεν απαιτεί οξυγόνο και παράγει πολύ λιγότερο ATP. Χρησιμοποιείται από ορισμένους οργανισμούς σε περιβάλλοντα φτωχού οξυγόνου ή κατά τη διάρκεια της έντονης σωματικής δραστηριότητας.
Η κυτταρική αναπνοή είναι μια ουσιαστική διαδικασία για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, επιτρέποντάς τους να αποκτήσουν ενέργεια από τα τρόφιμα και να διατηρήσουν τη ζωή.
