Kehosi koostuu kymmenistä biljoonista soluista, joista kukin tarvitsee polttoainetta toimiakseen kunnolla ja pitääkseen sinut terveenä. Poltat kehoa ottamalla ilmaa, vettä ja ruokaa - mutta syömääsi ruokaa ei voida välittömästi käyttää solujen virtana. Sen sijaan, kun ruokasi on pilkottu ja vitamiinit ja muut ravintoaineet on jaettu soluihisi, on vielä yksi askel ravinteiden muuntamiseksi soluvoimaksi. Tätä prosessia kutsutaan soluhengitykseksi (lyhyt hengitys): Kun ihmiset keskustelevat aerobisen tai anaerobisen ajatuksesta biologia, he viittaavat usein kahteen erityyppiseen soluhengitykseen - ja soluihin, jotka kykenevät kumpaankin tyyppiin hengitys.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Oikein toimiakseen solut muuttavat ravintoaineet polttoaineeksi, joka tunnetaan nimellä adenosiinitrifosfaatti (ATP) soluhengityksen kautta. Tämä prosessi alkaa glykoosista, joka hajottaa glukoosin ATP: ksi, mutta hapen läsnäolo lisää ATP: n määrää, jota solu voi tuottaa kustannuksella vahingoittaa solua hieman. Se, käyttääkö solu aerobista tai anaerobista hengitystä, riippuu siitä, onko happea saatavilla; aerobinen hengitys käyttää happea, kun taas anaerobinen hengitys ei.
Työskentely ATP: ssä
Solut missä tahansa elävässä organismissa tarvitsevat energiaa työnsä suorittamiseen riippumatta siitä, suojaako se kehoa haitallisilta bakteereja, hajottaa ruokaa vatsassa tai varmistaa, että aivot pystyvät muistamaan ja käyttämään tietoja tehokkaasti. Soluenergia kulkeutuu adenosiinitrifosfaatin, glukoosista (sokerista) muodostuneen molekyylin, pakkauksissa. Adenosiinitrifosfaatti, joka tunnetaan myös nimellä ATP, toimii kuin organismin sisällä olevien solujen akut; ATP-paketteja voidaan kuljettaa kehon ympäri ja käyttää solun toimintojen ohjaamiseen, ja kun ATP-molekyylit on luotu ja käytetty, ne voidaan "ladata" melko helposti. Mutta ATP vie jonkin verran työtä luoda. Sen tekeminen edellyttää solun käyvän läpi soluhengityksen.
Soluhengityksen perusteet
Kaikkien solujen on toimittava soluhengityksessä toimiakseen. Yksinkertaisimmillaan soluhengitys on prosessi, jonka solu hajottaa kuljettamansa ravinteet ja sokerit - ravinteet ja syömäsi ruoan tarjoamat sokerit - jotta ne muutettaisiin ATP-pakkauksiksi, joita voidaan käyttää solun virtana sen kulkiessa työ. Vaikka hengitys tapahtuu eri paikoissa solutyypistä riippuen, kaikki solut aloittavat hengitysprosessin glykoosilla, sarja kemiallisia reaktioita, jotka hajottavat glukoosin. Mitä tapahtuu glykoosin jälkeen, riippuu solun suhteesta happeen ja siitä, onko happea läsnä.
Hapen käyttö ja glykoosi
Biologiassa happi on outo asia. Useimmat organismit tarvitsevat sitä selviytyäkseen ja käyttävät sitä energian tehokkaampaan prosessointiin. Happi voi kuitenkin olla syövyttävää; samalla tavalla kuin se voi aiheuttaa metallin ruostumisen, liikaa happea solussa voi aiheuttaa solun hajoamisen ja hajoamisen, jos happea ei käytetä tarpeeksi nopeasti. Tästä syystä solut luokitellaan usein aerobeiksi ja anaerobeiksi. Se, onko solu aerobi vai anaerobi, riippuu siitä, voiko kyseinen solu käsitellä happea vai ei, ja sen seurauksena, minkä tyyppistä hengitystä solu käyttää. Esimerkiksi anaerobisen biologian omaava solu käyttää anaerobista hengitystä, kun taas aerobisen biologian omaava solu käyttää happea tehostavaa aerobista hengitystä. Suurin osa hengityksestä tapahtuu glykoosin alkamisen jälkeen, ja se erotetaan siitä, käytetäänkö happea glykoosituotteiden hajottamiseen edelleen.
Aerobinen vs anaerobinen hengitys
Glykoosin esiintymisen jälkeen solun glukoosi hajotetaan kouralliseksi kemiallisiksi sivutuotteiksi. Jotkut näistä ovat hyödyllisiä, kun taas toiset eivät. Anaerobisessa hengityksessä käytetään sitten etanolia tai maitohappoa näiden sivutuotteiden käsittelemiseksi kahdeksi ATP-molekyylejä ja joitain vähemmän hyödyllisiä tuotteita - mutta aerobisessa hengityksessä happea käytetään prosessointiin sen sijaan. Tämän seurauksena glykoosin tuottamat sivutuotteet voidaan hajottaa edelleen, mikä johtaa neljän ATP-molekyylin muodostumiseen. Tämä tekee aerobisesta hengityksestä tehokkaamman, mutta se voi johtaa solujen hajoamisen riskiin hapen kertymisen seurauksena. Loppujen lopuksi ATP tuotetaan kuitenkin aina.