Jak je kyslík důležitý pro uvolnění energie v buněčném dýchání?

Aerobní buněčné dýchání je proces, při kterém buňky používají kyslík, aby jim pomohly přeměnit glukózu na energii. Tento typ dýchání probíhá ve třech krocích: glykolýza; Krebsův cyklus; a fosforylace elektronového transportu. Kyslík není pro glykolýzu nutný, ale je nezbytný pro zbytek chemických reakcí.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Kyslík je nezbytný pro úplnou oxidaci glukózy.

Buněčné dýchání je proces, při kterém buňky uvolňují energii z glukózy a mění ji na použitelnou formu zvanou ATP. ATP je molekula, která poskytuje buňce malé množství energie, což jí dodává palivo k provádění konkrétních úkolů.

Existují dva typy dýchání: anaerobní a aerobní. Anaerobní dýchání nepoužívá kyslík. Anaerobní dýchání produkuje kvasinky nebo laktát. Při cvičení využívá tělo kyslík rychleji, než je přijímáno; anaerobní dýchání poskytuje laktát, který udržuje svaly v pohybu. Nahromadění laktátu a nedostatek kyslíku jsou důvody pro svalovou únavu a namáhavé dýchání během tvrdého cvičení.

Aerobní dýchání probíhá ve třech fázích, kdy je zdrojem energie molekula glukózy. První fáze se nazývá glykolýza a nevyžaduje kyslík. V této fázi se molekuly ATP používají k tomu, aby pomohly rozložit glukózu na látku zvanou pyruvát, molekulu, která transportuje elektrony zvané NADH, další dvě molekuly ATP a oxid uhličitý. Oxid uhličitý je odpadní produkt a je odstraněn z těla.

Druhá fáze se nazývá Krebsův cyklus. Tento cyklus se skládá z řady složitých chemických reakcí, které generují další NADH.

Poslední fáze se nazývá fosforylace elektronového transportu. Během této fáze NADH a další transportní molekula zvaná FADH2 přenášejí elektrony do buněk. Energie z elektronů se převádí na ATP. Jakmile jsou elektrony použity, jsou darovány atomům vodíku a kyslíku a vytvářejí vodu.

Glykolýza je první fází veškerého dýchání. Během této fáze se každá molekula glukózy rozkládá na molekulu na bázi uhlíku zvanou pyruvát, dvě molekuly ATP a dvě molekuly NADH.

Jakmile k této reakci dojde, prochází pyruvát další chemickou reakcí zvanou fermentace. Během tohoto procesu se k pyruvátu přidávají elektrony za vzniku NAD + a laktátu.

Při aerobním dýchání se pyruvát dále rozkládá a kombinuje s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a vody, které se vylučují z těla.

Pyruvát je molekula na bázi uhlíku; každá molekula pyruvátu obsahuje tři molekuly uhlíku. Pouze dvě z těchto molekul se používají k vytvoření oxidu uhličitého v posledním kroku glykolýzy. Po glykolýze tedy volně kypí uhlík. Tento uhlík se váže na různé enzymy a vytváří chemikálie používané v jiných kapacitách v buňce. Reakce Krebsova cyklu také generují dalších osm molekul NADH a dvě molekuly dalšího elektronového transportéru zvaného FADH2.

NADH a FADH2 přenášejí elektrony na specializované buněčné membrány, kde jsou sklizeny za účelem vytvoření ATP. Jakmile jsou elektrony použity, vyčerpají se a musí být odstraněny z těla. Kyslík je pro tento úkol nezbytný. Použité elektrony se vážou na kyslík; tyto molekuly se nakonec váží s vodíkem za vzniku vody.