Mums visiems reikia energijos, kad jie veiktų, ir tą energiją gauname iš maisto, kurį valgome. Išgauti tas maistines medžiagas, reikalingas mums palaikyti, ir tada paversti jas naudinga energija yra mūsų darbas ląstelės. Šis sudėtingas, tačiau efektyvus medžiagų apykaitos procesas, vadinamas ląstelinis kvėpavimas, iš cukraus, angliavandenių, riebalų ir baltymų gaunamą energiją paverčia adenozinu trifosfatas, arba ATP, didelės energijos molekulė, kuri skatina tokius procesus kaip raumenų susitraukimas ir nervas impulsai. Ląstelinis kvėpavimas vyksta abiem eukariotų ir prokariotų ląstelės, o dauguma reakcijų vyksta citoplazma prokariotų ir eukariotų mitochondrijose.
Yra trys pagrindiniai ląstelių kvėpavimo etapai: glikolizė, citrinos rūgšties ciklas ir elektronų pernešimas / oksidacinis fosforilinimas.
Cukraus karštligė
Glikolizė pažodžiui reiškia „cukrų padalijimas“ ir tai yra 10 žingsnių procesas, kurio metu cukrūs išsiskiria energijai. Glikolizė įvyksta, kai gliukozė ir deguonis į ląsteles tiekiami per kraują, ir ji vyksta ląstelės citoplazmoje. Glikolizė taip pat gali vykti be deguonies, procesas, vadinamas anaerobiniu kvėpavimu, arba
fermentacija. Kai glikolizė vyksta be deguonies, ląstelės pagamina nedidelius ATP kiekius. Fermentacijos metu taip pat susidaro pieno rūgštis, kuri gali kauptis raumeninis audinys, sukelia skausmą ir deginimo pojūtį.Angliavandeniai, baltymai ir riebalai
Citrinų rūgšties ciklas, dar žinomas kaip trikarboksirūgšties ciklas arba Krebso ciklas, prasideda po to, kai dvi trijų glikolizės metu susidariusio anglies cukraus molekulės yra paverčiamos šiek tiek kitokiu junginiu (acetil-CoA). Tai procesas, kuris leidžia mums panaudoti rastą energiją angliavandeniai, baltymaiir riebalai. Nors citrinos rūgšties ciklas tiesiogiai nenaudoja deguonies, jis veikia tik tada, kai yra deguonies. Šis ciklas vyksta ląstelės matricoje mitochondrijos. Tarpinių etapų metu kartu su dviem ATP molekulėmis gaminami keli junginiai, galintys kaupti „didelės energijos“ elektronus. Šie junginiai, žinomi kaip nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD) ir flavino adenino dinukleotidas (FAD), yra redukuojami proceso metu. Sumažintos formos (NADH ir FADH2) perneškite „didelės energijos“ elektronus į kitą etapą.
Įlipkite į elektroninį traukinį
Elektronų pernešimas ir oksidacinis fosforilinimas yra trečiasis ir paskutinis aerobinio ląstelių kvėpavimo etapas. elektronų transportavimo grandinė yra serija baltymas kompleksai ir elektronų nešančiosios molekulės, randami mitochondrijų membranoje eukariotų ląstelėse. Vykstant daugybei reakcijų, citrinos rūgšties cikle sukurti „aukštos energijos“ elektronai perduodami deguoniui. Proceso metu visoje vidinėje mitochondrijų membranoje susidaro cheminis ir elektrinis gradientas, vandenilio jonams išsiurbiant iš mitochondrijų matricos į vidinę membranos erdvę. ATP galiausiai susidaro oksidaciniu fosforilinimu - procesu, kurio metu ląstelėje esantys fermentai oksiduoja maistines medžiagas. Baltymo ATP sintazė naudoja energiją, kurią sukuria elektronų pernešimo grandinė fosforilinimas (pridedant fosfato grupę prie molekulės) iš ADP į ATP. Daugiausia ATP susidaro elektronų pernešimo grandinėje ir oksidacinio ląstelių kvėpavimo fosforilinimo etape.