Что такое аэробное клеточное дыхание?

Клеточное дыхание - это процесс, в котором молекулы пищи используются для производства клеточной энергии. Он может быть аэробным, где присутствует кислород, или анаэробным, если кислород отсутствует, и сахар, такой как глюкоза, необходим для подпитки процесса. Аэробное клеточное дыхание обычно происходит в эукариотических клетках, клетках, которые обнаружены у растений и животных. Метаболические процессы происходят в крошечных структурах внутри клетки, известных как митохондрии. Начиная с глюкозы и продолжая серию химических реакций, аэробное клеточное дыхание обеспечивает выработку биохимической энергии, называемой аденозинтрифосфатом (АТФ).

Митохондрии, крошечные клеточные органы или органеллы, в которых происходит аэробное клеточное дыхание, находятся почти во всех эукариотических клетках. Клетки с более высокими потребностями в энергии, такие как клетки мозга, содержат большее количество митохондрий. Прежде чем может произойти аэробное клеточное дыхание, происходит первичная стадия, известная как гликолиз, вне митохондрии, в цитоплазме клетки. Цитоплазма представляет собой гелеобразное вещество, которое наполняет клетку и в котором находятся такие органеллы, как митохондрии.

Гликолиз - это метаболическая реакция, при которой глюкоза расщепляется, образуя две молекулы пировиноградной кислоты и две из восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (NADH). Этот процесс является начальным этапом, который происходит в клетках перед анаэробным или аэробным клеточным дыханием. Гликолиз не требует кислорода и, хотя процесс использует две молекулы АТФ, он создает четыре, что приводит к чистому усилению двух молекул АТФ. Затем пировиноградная кислота и NADH попадают в митохондрию, где пировиноградная кислота превращается в вещество, называемое ацетил-КоА. Энергия необходима для транспортировки NADH в митохондрию, и это приводит к потере двух АТФ.

Затем происходят два этапа аэробного клеточного дыхания, которые известны как цикл Кребса или цикл лимонной кислоты и цепь переноса электронов. Ацетил-КоА входит в цикл Кребса, который продуцирует восстановленный флавин-адениндинуклеотид (FADH2) и NADH вместе с АТФ. FADH2 и NADH затем переносят электроны в цепь переноса электронов, где они окисляются и образуется больше АТФ. В целом, учитывая первоначальную потерю двух АТФ, реакции, которые происходят внутри митохондрий, продуцируют 36 молекул АТФ.

Вода и углекислый газ являются отходами аэробного клеточного дыхания. Углекислый газ в сочетании с водой образует углекислоту, делая кровь более кислой. Это играет важную роль в поддержании рН крови. Дыхание постоянно удаляет углекислый газ из организма, не давая крови стать слишком кислой.