Co je to aerobní metabolismus?

Aerobní metabolismus využívá kyslík k odstranění energie z glukózy a ukládá ji v biologické molekule zvané adenosintrifosfát (ATP). ATP je zdroj energie lidského těla a rozpad ATP molekul uvolňuje energii, která se používá pro různé biologické procesy, včetně pohybu molekul přes membrány. Aerobní metabolismus se také nazývá aerobní dýchání, buněčné dýchání a aerobní buněčné dýchání. Anaerobní metabolismus je další formou metabolismu, ale vyskytuje se bez kyslíku, ale lidské tělo není konstruováno tak, aby udržovalo anaerobní dýchání po dlouhou dobu, a tím způsobuje velký stres.

První fáze aerobního metabolismu se nazývá glykolýza. Glykolýza se děje v cytoplazmě buňky. Složité cukry se rozkládají na glukózu různými enzymy a tato glukóza se potom rozkládá dále na dvě molekuly kyseliny pyruvové, jinak známé jako pyruvát. Energie uvolněná tímto rozpadem je uložena ve dvou molekulách ATP. Glykolýza je jedinečná v tom, že je to jediné stadium metabolismu, které se vyskytuje v cytoplazmě, a další dvě stádia se vyskytují uvnitř mitochondrie.

Ve druhé fázi aerobního metabolismu, nazývaného cyklus kyseliny citronové, se dvě molekuly pyruvátu používají k vytvoření energeticky bohatých redukčních molekul, které se později používají v dýchacím procesu. Některé z těchto molekul lze v případě potřeby převést přímo na ATP, i když se to vždy nestane. Voda a oxid uhličitý jsou produkovány jako odpadní produkty z tohoto cyklu, což je důvod, proč lidé dýchají kyslík a vydechují oxid uhličitý. Cyklus kyseliny citronové, jako je glykolýza, poskytuje 2 ATP.

Finální fáze aerobního metabolismu se nazývá transportní řetězec elektronů a vyskytuje se na vnitřní membráně mitochondrie. V tomto kroku jsou molekuly bohaté na energii odvozené z cyklu kyseliny citronové použity k udržení gradientu pozitivního náboje, nazývaného chemiosmotický gradient, který se používá k vytvoření mnoha molekul ATP. Tento krok generuje nejvíce ATP z procesu aerobního metabolismu a vytváří v průměru asi 32 ATP molekul. Poté, co elektronový transportní řetězec vygeneroval ATP, jsou molekuly bohaté na energii volné pro opětovné použití v cyklu kyseliny citrónové.

Aerobní metabolismus vytváří přibližně 36 molekul ATP. Anaerobní dýchání generuje pouze asi deset procent této částky. Použití kyslíku je nejdůležitější na konci řetězce přenosu elektronů, protože napomáhá chemiosmotickému gradientu. Existence metabolismu závislého na kyslíku je důvodem, proč jsou mitochondrie běžně známé jako tělesná síla.