Как е важен кислородът за освобождаването на енергия при клетъчното дишане?

Аеробното клетъчно дишане е процес, при който клетките използват кислород, за да им помогнат да преобразуват глюкозата в енергия. Този тип дишане протича в три стъпки: гликолиза; цикълът на Кребс; и електронно транспортно фосфорилиране. Кислородът не е необходим за гликолизата, но е необходим за протичането на останалите химични реакции.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Кислородът е необходим за пълното окисляване на глюкозата.

Клетъчното дишане е процес, при който клетките отделят енергия от глюкозата и я превръщат в използваема форма, наречена АТФ. АТФ е молекула, която осигурява малко количество енергия на клетката, което й осигурява гориво за изпълнение на специфични задачи.

Има два вида дишане: анаеробно и аеробно. Анаеробното дишане не използва кислород. Анаеробното дишане произвежда дрожди или лактат. При упражнения тялото използва кислород по-бързо, отколкото се приема; анаеробното дишане осигурява лактат, за да поддържа мускулите в движение. Натрупването на лактат и липсата на кислород са причините за мускулна умора и затруднено дишане по време на тежки упражнения.

Аеробното дишане се осъществява на три етапа, където молекулата на глюкозата е източник на енергия. Първият етап се нарича гликолиза и не изисква кислород. На този етап ATP молекулите се използват, за да подпомогнат разграждането на глюкозата до вещество, наречено пируват, молекула, която транспортира електрони, наречени NADH, още две молекули ATP и въглероден диоксид. Въглеродният диоксид е отпадъчен продукт и се отстранява от тялото.

Вторият етап се нарича цикъл на Кребс. Този цикъл се състои от поредица от сложни химични реакции, които генерират допълнителен NADH.

Последният етап се нарича фосфорилиране на електронен транспорт. По време на този етап NADH и друга транспортна молекула, наречена FADH2, носят електрони до клетките. Енергията от електроните се превръща в АТФ. След като електроните бъдат използвани, те се даряват на атоми водород и кислород, за да се получи вода.

Гликолизата е първият етап от цялото дишане. По време на този етап всяка молекула глюкоза се разгражда до молекула на основата на въглерод, наречена пируват, две молекули АТФ и две молекули NADH.

След като тази реакция се случи, пируватът преминава през по-нататъшна химична реакция, наречена ферментация. По време на този процес електроните се добавят към пирувата, за да генерират NAD + и лактат.

При аеробно дишане пируватът се разгражда допълнително и се комбинира с кислород, за да се създадат въглероден диоксид и вода, които се елиминират от тялото.

Пируватът е молекула на основата на въглерод; всяка молекула пируват съдържа три молекули въглерод. Само две от тези молекули се използват за създаване на въглероден диоксид в последния етап на гликолизата. По този начин след гликолизата наоколо има плаващ въглерод. Този въглерод се свързва с различни ензими, за да създаде химикали, използвани в други капацитети в клетката. Реакциите на цикъла на Кребс също генерират още осем молекули NADH и две молекули на друг електронен транспортер, наречен FADH2.

NADH и FADH2 пренасят електрони до специализирани клетъчни мембрани, където те се събират, за да се създаде АТФ. След като се използват електроните, те се изчерпват и трябва да бъдат отстранени от тялото. Кислородът е от съществено значение за тази задача. Използваните електрони се свързват с кислород; тези молекули в крайна сметка се свързват с водород, за да образуват вода.