Mikä on aerobisen hengityksen kemiallinen yhtälö?

Aerobinen hengitys pitää meidät elossa hetkestä toiseen. Sitä pidetään usein hengityksen synonyyminä, mutta tämä ei ole aivan tarkka. Hengitys on prosessi, jossa ihmiset ja useimmat muut maaeläimet vievät happea sisältävää ilmaa kehoomme, mutta aerobinen hengitys on kemiallinen reaktio, jonka avulla solut voivat muuttaa glukoosin hapen läsnä ollessa hyödylliseksi energiaksi, vedeksi ja hiilidioksidiksi mikroskooppisesti taso. Aerobisen hengityksen kemiallinen yhtälö on hyvin tiedossa, ja tämän kirjaimellisesti elintärkeän yhtälön muunnelmat ja sukulaiset muodostavat yhden solubiologian kulmakivistä.

Eukaryoottien eli monisoluisten eläinten solut luottavat energiantuotantoon aerobiseen hengitykseen. He ottavat ympäristöstään happikaasu- ja glukoosimolekyylejä hengittämällä ja syömällä. Mitokondriumiksi kutsuttujen solun osien sisällä tapahtuvassa suoraviivaisessa kemiallisten reaktioiden ketjussa nämä molekyylit muuttuvat vedeksi, hiilidioksidiksi ja energiamuodoksi, jota kutsutaan ATP: ksi tai adenosiiniksi trifosfaatti.

Aerobiseen hengitykseen osallistuvia molekyylejä ei voida yksinkertaisesti heittää seokseen energian tuottamiseksi, enempää kuin auton osista voi tulla auto vierittämällä kokoonpanolinjaa alaspäin, ellei laitokselle ole annettu ohjeita työntekijöitä. Eri elintarvikkeet, jotka sisältävät makromolekyylejä, joita kutsumme proteiineiksi, hiilihydraateiksi ja rasvoiksi, voivat kaikki vaikuttaa glukoosimolekyyleihin, vaikka glukoosi itsessään on sokeri ja siten hiilihydraatti. Kun glukoosi on vapautunut ruoista tai kehon varastointilähteistä lihaksissa, veressä ja maksassa ja se on viety kehon soluihin, se voivat kiinnittyä solujen sisällä oleviin mitokondrioihin, ja erityiset proteiinit, joita kutsutaan entsyymeiksi, suorittavat erilaiset reaktiot, jotka summautuvat aerobisiksi hengitys.

Täydellisten kemiallisten reaktioiden on oltava "tasapainossa" - toisin sanoen tietyn alkuaineen (hiili, vety ja niin edelleen) atomien lukumäärän yhtälön toisella puolella on oltava sama kuin toisella puolella. Tämä voi tarkoittaa kertoimien tai kertoimien lisäämistä joidenkin molekyylien etuosaan.

Aerobisen hengityksen täydellinen, tasapainoinen reaktio on:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + lämpö + 38 ATP

Lämpö ei ole elementti, mutta se, että se vapautuu aerobisen hengityksen aikana, johtuu energiasta glukoosi- ja happimolekyylien kemiallisissa sidoksissa, jotka pakenevat ympäristöön.