Aeroobne rakuhingamine on protsess, mille käigus rakud kasutavad hapnikku glükoosi energiaks muundamiseks. Seda tüüpi hingamine toimub kolmes etapis: glükolüüs; Krebsi tsükkel; ja elektronide transpordi fosforüülimine. Hapnikku pole glükolüüsi jaoks vaja, kuid see on vajalik ülejäänud keemiliste reaktsioonide toimumiseks.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Hapnik on vajalik glükoosi täielikuks oksüdeerimiseks.
Rakuhingamine
Rakuhingamine on protsess, mille käigus rakud vabastavad glükoosist energiat ja muudavad selle kasutatavaks vormiks, mida nimetatakse ATP-ks. ATP on molekul, mis annab rakule väikese koguse energiat, mis annab talle kütust konkreetsete ülesannete täitmiseks.
Hingamist on kahte tüüpi: anaeroobne ja aeroobne. Anaeroobne hingamine ei kasuta hapnikku. Anaeroobne hingamine tekitab pärmi või laktaati. Sportimisel kasutab keha hapnikku kiiremini, kui seda sisse võetakse; anaeroobne hingamine annab laktaadi, mis hoiab lihaseid liikumas. Laktaadi kogunemine ja hapnikupuudus on lihaste väsimuse ja vaevalise hingamise põhjused raske treeningu ajal.
Aeroobne hingamine
Aeroobne hingamine toimub kolmes etapis, kus energiaallikaks on glükoosimolekul. Esimest etappi nimetatakse glükolüüsiks ja see ei vaja hapnikku. Selles etapis kasutatakse ATP molekule glükoosi lagundamiseks aineks, mida nimetatakse püruvaadiks, molekuliks, mis transpordib elektrone nimega NADH, veel kaheks ATP molekuliks ja süsinikdioksiidiks. Süsinikdioksiid on jääkaine ja eemaldatakse kehast.
Teist etappi nimetatakse Krebsi tsükliks. See tsükkel koosneb mitmetest keerukatest keemilistest reaktsioonidest, mis genereerivad täiendavat NADH-d.
Viimast etappi nimetatakse elektronide transpordi fosforüülimiseks. Selles etapis kannavad NADH ja teine transportijamolekul nimega FADH2 elektronid rakkudesse. Elektronide energia muundatakse ATP-ks. Kui elektronid on kasutatud, annetatakse need vee saamiseks vesiniku ja hapniku aatomitele.
Glükolüüs hingamisel
Glükolüüs on kogu hingamise esimene etapp. Selles etapis lagundatakse iga glükoosi molekul süsinikupõhiseks molekuliks, mida nimetatakse püruvaadiks, kaheks ATP molekuliks ja kaheks NADH molekuliks.
Kui see reaktsioon on toimunud, läbib püruvaat täiendava keemilise reaktsiooni, mida nimetatakse fermentatsiooniks. Selle protsessi käigus lisatakse püruvaadile NAD + ja laktaadi tekitamiseks elektronid.
Aeroobse hingamise käigus lagundatakse püruvaat veelgi ja ühendatakse hapnikuga, et tekiks organismist süsinikdioksiid ja vesi.
Krebsi tsükkel
Püruvaat on süsinikul põhinev molekul; iga püruvaadi molekul sisaldab kolme süsiniku molekuli. Ainult kahte neist molekulidest kasutatakse süsinikdioksiidi loomiseks glükolüüsi viimases etapis. Seega hõljub pärast glükolüüsi ringi lahtine süsinik. See süsinik seondub erinevate ensüümidega, et tekitada rakus muudes mahtudes kasutatavaid kemikaale. Krebsi tsüklireaktsioonid tekitavad ka veel kaheksa NADH molekuli ja kaks teise elektrontransporteri, FADH2 molekuli.
Elektronide transpordi fosforüülimine
NADH ja FADH2 viivad elektronid spetsiaalsetesse rakumembraanidesse, kus need kogutakse ATP loomiseks. Kui elektronid on ära kasutatud, saavad need tühjaks ja tuleb kehast eemaldada. Hapnik on selle ülesande jaoks hädavajalik. Kasutatud elektronid seonduvad hapnikuga; need molekulid seovad lõpuks vett vesinikuga.