Teie keha koosneb kümnetest triljonitest rakkudest, millest igaüks vajab korralikuks toimimiseks ja tervise hoidmiseks kütust. Te toidate oma keha õhku, vett ja toitu sisse võttes, kuid teie söödavat toitu ei saa kohe rakkude toitmiseks kasutada. Selle asemel, kui teie toit on seeditud ja selles olevad vitamiinid ja muud toitained on teie rakkudele jaotatud, tuleb teha veel üks samm toitainete rakuvõimeks muutmiseks. Seda protsessi nimetatakse rakuhingamiseks (lühidalt hingamine): kui inimesed arutavad aeroobse vs anaeroobse ideed bioloogias viitavad nad sageli kahele erinevat tüüpi rakuhingamisele - ja rakkudele, mis on võimelised igat tüüpi hingama hingamine.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Korralikuks toimimiseks muundavad rakud toitaineid rakuhingamise käigus kütuseks, mida nimetatakse adenosiinitrifosfaadiks (ATP). See protsess algab glükoosist, mis lagundab glükoosi ATP-ks, kuid hapniku olemasolu suurendab ATP hulka, mida rakk võib toota, raku kerge kahjustamise hinnaga. See, kas rakk kasutab aeroobset vs anaeroobset hingamist, sõltub sellest, kas hapnik on saadaval; aeroobne hingamine kasutab hapnikku, anaeroobne aga mitte.
Töötamine ATP heaks
Iga elusorganismi rakud vajavad oma töö tegemiseks energiat, olgu see siis keha kaitsmine kahjuliku eest bakterid, lõhustades maos toitu või veendudes, et aju suudab teavet meelde tuletada ja kasutada tõhusalt. Rakkude energiat kantakse glükoosist (suhkrust) moodustunud molekuli adenosiinitrifosfaadi pakendites. Adenosiinitrifosfaat, tuntud ka kui ATP, toimib nagu organismi rakkude akud; ATP pakette saab kehas kanda ja raku funktsioonide toiteks kasutada ning kui ATP molekulid on loodud ja kasutatud, saab neid üsna lihtsalt "laadida". Kuid ATP loomine nõuab mõningaid jõupingutusi. Selle valmistamiseks on rakk kohustatud läbima rakuhingamise protsessi.
Rakulise hingamise põhitõed
Kõik rakud peavad oma toimimiseks läbima rakuhingamise. Kõige lihtsam on rakuline hingamine - protsess, mille rakk võtab läbi toitainete ja suhkrute - toitainete ja söödud toidu pakutavad suhkrud - selleks, et muuta need ATP pakenditeks, mida saab raku toitmiseks kasutada töö. Kuigi hingamine toimub erinevates kohtades, olenevalt raku tüübist, alustavad kõik rakud hingamisprotsessi glükoosiga - rea glükoosi lagundavate keemiliste reaktsioonidega. Mis juhtub pärast glükoosi, sõltub raku suhtest hapnikuga ja sellest, kas hapnikku leidub.
Hapniku kasutamine ja glükoos
Bioloogias on hapnik veider asi. Enamik organisme vajab seda ellujäämiseks ja kasutab seda energia tõhusamaks töötlemiseks. Kuid samal ajal võib hapnik olla söövitav; samamoodi nagu see võib põhjustada metalli roostetamist, võib raku liiga palju hapnikku põhjustada raku lagunemise ja lagunemise, kui hapnikku ei kulutata piisavalt kiiresti. Sel põhjusel liigitatakse rakud sageli aeroobideks ja anaeroobideks. See, kas rakk on aeroob või anaeroob, sõltub sellest, kas see rakk suudab hapnikku töödelda - ja sellest tulenevalt, millist tüüpi hingamist rakk kasutab. Näiteks anaeroobse bioloogiaga rakk kasutab anaeroobset hingamist, aeroobse bioloogiaga rakk aga hapnikuga võimendatud aeroobset hingamist. Suurem osa hingamisest toimub pärast glükoosi algust ja seda eristatakse selle järgi, kas glükoosiproduktide edasiseks lagundamiseks kasutatakse hapnikku või mitte.
Aeroobne vs anaeroobne hingamine
Pärast glükoosi tekkimist lagundatakse rakus olev glükoos käputäiteks keemilisteks kõrvalproduktideks. Mõned neist on kasulikud, teised aga mitte. Anaeroobse hingamise korral kasutatakse seejärel nende kõrvalproduktide kaheks töötlemiseks etanooli või piimhapet ATP molekulid ja mõned vähem kasulikud tooted - kuid aeroobses hingamises kasutatakse töötlemiseks hapnikku selle asemel. Selle tulemusel saab glükoosi tekitatud kõrvalsaadusi veelgi lõhustada, mille tulemuseks on nelja ATP molekuli loomine. See muudab aeroobse hingamise tõhusamaks, kuid võib põhjustada hapniku kogunemise tagajärjel rakkude lagunemise ohtu. Lõpuks toodetakse ATP siiski alati.