Kuinka happi on tärkeää energian vapautumiselle soluhengityksessä?

Aerobinen soluhengitys on prosessi, jossa solut käyttävät happea auttaakseen heitä muuttamaan glukoosin energiaksi. Tämän tyyppinen hengitys tapahtuu kolmessa vaiheessa: glykolyysi; Krebs-sykli; ja elektronien siirtofosforylaatio. Happea ei tarvita glykolyysissä, mutta sitä tarvitaan loput kemialliset reaktiot.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Happi on välttämätöntä glukoosin täydelliseksi hapettumiseksi.

Soluhengitys on prosessi, jossa solut vapauttavat glukoosista energiaa ja muuttavat sen käyttökelpoiseen muotoon, jota kutsutaan ATP: ksi. ATP on molekyyli, joka antaa pienen määrän energiaa solulle, mikä antaa sille polttoainetta tiettyjen tehtävien suorittamiseen.

Hengitystä on kahta tyyppiä: anaerobinen ja aerobinen. Anaerobinen hengitys ei käytä happea. Anaerobinen hengitys tuottaa hiivaa tai laktaattia. Kuntoilun aikana keho käyttää happea nopeammin kuin sitä otetaan; anaerobinen hengitys tarjoaa laktaattia pitämään lihakset liikkeessä. Laktaatin kertyminen ja hapen puute ovat syitä lihasten väsymykseen ja vaikeisiin hengityksiin kovan harjoituksen aikana.

Aerobista hengitystä tapahtuu kolmessa vaiheessa, jolloin glukoosimolekyyli on energian lähde. Ensimmäistä vaihetta kutsutaan glykolyysiksi, eikä se vaadi happea. Tässä vaiheessa ATP-molekyylejä käytetään auttamaan glukoosin hajottamisessa pyruvaatiksi, molekyyliksi, joka kuljettaa elektroneja nimeltä NADH, kahdeksi muuksi ATP-molekyyliksi ja hiilidioksidiksi. Hiilidioksidi on jätettä ja poistuu kehosta.

Toista vaihetta kutsutaan Krebs-sykliksi. Tämä sykli koostuu sarjasta monimutkaisia ​​kemiallisia reaktioita, jotka tuottavat lisää NADH: ta.

Viimeistä vaihetta kutsutaan elektronien siirtofosforylaatioksi. Tämän vaiheen aikana NADH ja toinen FADH2-niminen kuljetusmolekyyli kuljettavat elektroneja soluihin. Elektronien energia muuttuu ATP: ksi. Kun elektronit on käytetty, ne luovutetaan vety- ja happiatomeille veden muodostamiseksi.

Glykolyysi on kaiken hengityksen ensimmäinen vaihe. Tässä vaiheessa jokainen glukoosimolekyyli hajotetaan hiilipohjaiseksi molekyyliksi, jota kutsutaan pyruvaatiksi, kahdeksi ATP-molekyyliksi ja kahdeksi NADH-molekyyliksi.

Kun tämä reaktio on tapahtunut, pyruvaatti käy läpi uuden kemiallisen reaktion, jota kutsutaan fermentaatioksi. Tämän prosessin aikana elektroneja lisätään pyruvaattiin NAD +: n ja laktaatin muodostamiseksi.

Aerobisessa hengityksessä pyruvaatti hajotetaan edelleen ja yhdistetään hapen kanssa hiilidioksidin ja veden muodostamiseksi, jotka poistuvat kehosta.

Pyruvaatti on hiilipohjainen molekyyli; kukin pyruvaatin molekyyli sisältää kolme hiilimolekyyliä. Vain kahta näistä molekyyleistä käytetään hiilidioksidin muodostamiseen glykolyysin viimeisessä vaiheessa. Siten glykolyysin jälkeen ympärillä kelluu irtonainen hiili. Tämä hiili sitoutuu erilaisiin entsyymeihin luodakseen kemikaaleja, joita käytetään solun muissa kapasiteeteissa. Krebsin syklireaktiot tuottavat myös kahdeksan lisää NADH-molekyylejä ja kaksi molekyyliä toisesta elektronitransporteristä nimeltä FADH2.

NADH ja FADH2 kuljettavat elektroneja erikoistuneisiin solukalvoihin, joissa ne kerätään ATP: n muodostamiseksi. Kun elektronit on käytetty, ne ehtyvät ja ne on poistettava kehosta. Happi on välttämätöntä tässä tehtävässä. Käytetyt elektronit sitoutuvat happeen; nämä molekyylit sitoutuvat lopulta vedyn kanssa muodostaen vettä.