Eläimet, mukaan lukien ihmiset, saavat energiaa ruoasta, jota he kuluttavat monimutkaisen prosessin kautta, jota kutsutaan solujen hengitykseksi. Tämä elintärkeä biokemiallinen reitti tapahtuu kehon soluissa ja muuntaa elintarvikkeessa varastoidun kemiallisen energian käyttökelpoiseksi energiaksi ATP:n (adenosiinitrifosfaatti) molekyylien muodossa. Tässä on yksinkertaistettu selitys solujen hengityksen prosessista:
glykolyysi (vaihe 1):
1. ruuansulatus :Eläimet nauttivat ruokia, jotka sisältävät erilaisia orgaanisia yhdisteitä, kuten hiilihydraatteja, rasvoja ja proteiineja.
- Hiilihydraatit jaotellaan suussa ja ohutsuolessa yksinkertaisiksi sokereiksi (glukoosi).
- Proteiinit jaotellaan aminohappoihin, ja rasvat hajotetaan rasvahapoiksi ja glyseroliksi.
2. Solun syöttö :Glukoosi, aminohapot ja rasvahapot kuljetetaan soluihin.
3. glykolyysi hajoaminen -
- Sytoplasmassa glukoosi käy läpi sarjan entsymaattisia reaktioita, joita kutsutaan glykolyysiksi.
- Glykolyysi halkaisee jokaisen glukoosimolekyylin kahteen pyruvaattimolekyyliin sekä pienen määrän ATP:tä (2 netto -ATP -molekyyliä) ja NADH (nikotiiniamidia adeniinidinukleotidi), energiankuljettajan molekyyli.
pyruvaatin prosessointi (vaihe 2):
4. pyruvaatti asetyyli COA :Glykolyysissä tuotetut pyruvaattimolekyylit saapuvat mitokondrioihin, solun energiakeskuksiin.
- Jokainen pyruvaattimolekyyli käy läpi edelleen prosessoinnin asetyyli -COA:n muodostamiseksi (asetyylikoentsyymi A), joka kantaa asetyyliryhmää.
krebs -sykli (sitruunahapposykli) (vaihe 3):
5. energianpoisto :Asetyyli COA tulee Krebs -sykliin, sarja kemiallisia reaktioita, joita esiintyy mitokondrioissa.
- Useiden syklien aikana asetyyliryhmät asetyyli COA:sta hapetetaan, vapauttaen hiilidioksidia (CO2) ja tuottavat korkeaenergiaa elektronien kantoaaltoja:NADH ja FADH2 (flavin-adeniinidinukleotidi).
elektronien kuljetusketju (vaihe 4):
6. elektronien siirto :NADH- ja FADH2-molekyylit glykolyysissä ja Krebs-syklillä on korkean energian elektroneja elektronien kuljetusketjuun, sarjan kalvoon sitoutuneita proteiinikomplekseja.
- Kun elektronit liikkuvat ketjun läpi, niiden energiaa käytetään pumppaamaan vety -ioneja (H+) mitokondriaalikalvon läpi, luomalla gradientin.
7. ATP -tuotanto :Vetyionit (H+) pumpataan kalvon läpi virtauksen takaisin tietyn proteiinikompleksin läpi, nimeltään ATP -syntaasi, mikä johtaa ATP -molekyylien synteesiä.
- ATP -syntaasi toimii kuin pieni turbiini, muuttaen protongradientin energian ATP:hen varastoituna kemialliseksi energiaksi.
8. oksidatiivinen fosforylaatio :Happi toimii lopullisena elektronien vastaanottajana elektronien kuljetusketjussa yhdistämällä elektronien ja vetyionien kanssa veden muodostamiseksi (H2O).
- Tätä prosessia kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi, jossa happea käytetään suurimman osan ATP:n tuottamiseksi solujen hengityksessä.
ATP:n käyttö:
9. energia soluprosesseille :Solujen hengityksen kautta tuotetut ATP -molekyylit ovat ensisijainen energian lähde erilaisille soluprosesseille, kuten lihasten supistuminen, hermoimpulssinsiirto ja kemiallinen synteesi.
- ATP:hen varastoitu energia vapautuu, kun sen päätefosfaatti -sidos on rikki, vapauttaen kemiallisen energian solujen aktiivisuuksiin.
Yhteenvetona voidaan todeta, että solujen hengitys on prosessi, jolla eläimet muuntaavat ruoassa varastoidun kemiallisen energian ATP -molekyyleiksi, solun energiavaluuttaksi. Tämä monimutkainen prosessi käsittää glykolyysin, pyruvaatin prosessoinnin, Krebs -syklin ja elektronien kuljetusketjun. Solun hengityksen avulla eläimet voivat poimia energiaa kuluttamastaan ruoasta ja hyödyntää sitä solujen toimintojensa saamiseksi ja elämän ylläpitämiseksi.