Co je aerobní buněčná dýchání?
Buněčné dýchání je proces, ve kterém se molekuly potravin používají k produkci buněčné energie. Může být aerobní, kde je přítomen kyslík, nebo anaerobní, kde není přítomen kyslík, a pro podporu procesu je nutný cukr, jako je glukóza. Aerobní buněčné dýchání se obvykle vyskytuje v eukaryotických buňkách, buňkách, které se nacházejí v rostlinách a zvířatech. Metabolické procesy se odehrávají v malých strukturách uvnitř buňky známých jako mitochondrie. Počínaje glukózou a pokračováním řady chemických reakcí umožňuje aerobní buněčné dýchání produkci formy biochemické energie zvané adenosintrifosfát (ATP).
Mitochondrie, drobné buněčné orgány nebo organely, ve kterých dochází k aerobnímu buněčnému dýchání, se nacházejí uvnitř téměř všech eukaryotických buněk. Buňky, které mají vyšší energetické nároky, jako jsou mozkové buňky, obsahují větší počet mitochondrií. Předtím, než může dojít k aerobnímu buněčnému dýchání, probíhá v buněčné cytoplazmě mimo mitochondrii počáteční krok, známý jako glykolýza. Cytoplazma je gelovitá látka, která vyplňuje buňku a ve které jsou umístěny organely, jako je mitochondrie.
Glykolýza je metabolická reakce, při které se rozkládá glukóza a tvoří dvě molekuly kyseliny pyruvové a dvě redukovaného nikotinamidadenin dinukleotidu (NADH). Tento proces je počátečním krokem, ke kterému dochází v buňkách před anaerobním nebo aerobním buněčným dýcháním. Glykolýza nevyžaduje kyslík a ačkoli tento proces používá dvě molekuly ATP, vytváří čtyři, což vede k čistému zisku dvou molekul ATP. Kyselina pyruvová a NADH poté vstoupí do mitochondrií, kde se kyselina pyruvová přemění na látku zvanou acetyl CoA. K transportu NADH do mitochondrií je zapotřebí energie, což má za následek ztrátu dvou ATP.
Poté nastávají dva kroky aerobního buněčného dýchání, které jsou známé jako Krebsův cyklus nebo cyklus kyseliny citronové a řetězec přenosu elektronů. Acetyl CoA vstupuje do Krebsova cyklu, který produkuje snížený flavinadenin dinukleotid (FADH2) a NADH, společně s ATP. FADH2 a NADH pak transportují elektrony do řetězce transportu elektronů, kde jsou oxidovány a vytváří se více ATP. Celkově, vzhledem k počáteční ztrátě dvou ATP, reakce, které se vyskytují uvnitř mitochondrií, produkují 36 ATP molekul.
Voda a oxid uhličitý jsou odpadní produkty aerobního buněčného dýchání. Oxid uhličitý se kombinuje s vodou a vytváří kyselinu uhličitou, čímž je krev kyselejší. To hraje důležitou roli při udržování pH krve. Dýchání neustále odstraňuje kysličník uhličitý z těla, čímž zabraňuje příliš kyselé krvi.