Ποιες αντιδράσεις συνδέονται με αερόβια αναπνοή;

Η αερόβια αναπνοή είναι μια μεταβολική οδός που χρησιμοποιεί οξυγόνο για να σπάσει τη γλυκόζη και άλλα οργανικά μόρια, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ. Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια των ευκαρυωτικών κυττάρων και μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια:γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs (ή κύκλος κιτρικού οξέος) και η οξειδωτική φωσφορυλίωση.

Κάθε στάδιο αερόβιας αναπνοής περιλαμβάνει μια σειρά συζευγμένων αντιδράσεων που απελευθερώνουν ενέργεια σε χρησιμοποιήσιμη μορφή. Ακολουθεί μια σύντομη επισκόπηση των συζευγμένων αντιδράσεων:

1. Γλυκόλυση:

- Η γλυκόζη χωρίζεται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού.

- Κάθε μόριο γλυκόζης παρέχει δύο καθαρά μόρια ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη) μέσω φωσφορυλίωσης σε επίπεδο υποστρώματος.

- Παράγουν δύο μόρια του NADH (δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμιδίου), καθένα από τα οποία μεταφέρει δύο ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας.

2. Κύκλος Krebs:

- Κάθε μόριο πυροσταφυλικού από γλυκόλυση εισέρχεται στον κύκλο Krebs.

- Πάνω από πολλαπλά ενζυματικά βήματα, η ομάδα ακετυλίου από το πυροσταφυλικό οξειδώνεται για να παράγει CO2 και να παράγει ΑΤΡ, NADH και FADH2 (δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης).

- Για κάθε στροφή του κύκλου Krebs, παράγονται τρία μόρια NADH, δύο μόρια FADH2 και δύο μόρια του ΑΤΡ.

3. Οξειδωτική φωσφορυλίωση:

- Τα μόρια NADH και FADH2 από τη γλυκόλυση και ο κύκλος Krebs δίνουν τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (κ.λπ.).

- Το ETC είναι μια σειρά συμπλοκών πρωτεϊνών που συνδέονται με τη μεμβράνη που διευκολύνουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων από NADH και FADH2 σε οξυγόνο.

- Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω του κ.λπ., η ενέργεια τους χρησιμοποιείται για την αντλία ιόντων υδρογόνου (Η+) κατά μήκος της μιτοχονδριακής μεμβράνης, δημιουργώντας μια κλίση πρωτονίων.

- Η κλίση πρωτονίων οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ μέσω ενός τελικού ενζύμου που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ.

Συνοπτικά, η αερόβια αναπνοή περιλαμβάνει συζευγμένες αντιδράσεις στη γλυκόλυση, τον κύκλο Krebs και την οξειδωτική φωσφορυλίωση. Κάθε στάδιο είναι διασυνδεδεμένη και η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη διάσπαση της γλυκόζης συλλαμβάνεται και αποθηκεύεται ως μόρια ΑΤΡ, τα οποία είναι το κυτταρικό νόμισμα για τη μεταφορά ενέργειας. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στα κύτταρα να αξιοποιούν αποτελεσματικά την ενέργεια που αποθηκεύεται σε οργανικά μόρια και να το μετατρέψει σε χρησιμοποιήσιμη μορφή για διάφορες κυτταρικές δραστηριότητες.