Что такое аэробный метаболизм?

Аэробный метаболизм использует кислород для удаления энергии из глюкозы и сохраняет ее в биологической молекуле, называемой аденозинтрифосфатом (АТФ). АТФ является источником энергии человеческого организма, и распадающиеся молекулы АТФ высвобождают энергию, которая используется для различных биологических процессов, включая движение молекул через мембраны. Аэробный метаболизм также называется аэробным дыханием, клеточным дыханием и аэробным клеточным дыханием. Анаэробный метаболизм является еще одной формой метаболизма, но происходит без кислорода, но человеческое тело не способно поддерживать анаэробное дыхание в течение длительного времени, и это вызывает сильный стресс.

Первая стадия аэробного обмена называется гликолизом. Гликолиз происходит в цитоплазме клетки. Сложные сахара расщепляются на глюкозу различными ферментами, и эта глюкоза затем разлагается на две молекулы пировиноградной кислоты, также известные как пируват. Энергия, выделяемая в результате этого распада, сохраняется в двух молекулах АТФ. Гликолиз уникален тем, что является единственной стадией метаболизма в цитоплазме, а две другие стадии происходят внутри митохондрий.

На второй стадии аэробного метаболизма, называемой циклом лимонной кислоты, две молекулы пирувата используются для создания богатых энергией восстанавливающих молекул, которые впоследствии используются в процессе дыхания. Некоторые из этих молекул могут быть преобразованы непосредственно в АТФ, если это необходимо, хотя это не всегда происходит. Вода и углекислый газ образуются как отходы этого цикла, поэтому люди вдыхают кислород и выделяют углекислый газ. Цикл лимонной кислоты, как и гликолиз, дает 2 АТФ.

Финальная стадия аэробного метаболизма называется цепью переноса электронов и происходит на внутренней мембране митохондрий. На этом этапе богатые энергией молекулы, полученные из цикла лимонной кислоты, используются для поддержания градиента положительного заряда, называемого хемиосмотическим градиентом, который используется для генерации многих молекул АТФ. Этот этап генерирует наибольшее количество АТФ из процесса аэробного метаболизма, создавая в среднем около 32 молекул АТФ. После того, как цепь переноса электронов генерирует АТФ, богатые энергией молекулы могут повторно использоваться в цикле лимонной кислоты.

Аэробный метаболизм генерирует около 36 молекул АТФ. Анаэробное дыхание генерирует только около десяти процентов от этого количества. Использование кислорода является наиболее важным в конце цепи переноса электронов, поскольку оно помогает хемиосмотическому градиенту. Именно поэтому кислородно-зависимый метаболизм является причиной того, что митохондрии широко известны как источник энергии для организма.