किण्वन कोशिकीय श्वसन से किस प्रकार भिन्न है?

सभी जीवन को जीवन के कार्यों को करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। बैठने और पढ़ने में भी ऊर्जा लगती है। विकास, पाचन, हरकत: सभी को ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता होती है। मैराथन दौड़ने में बहुत ऊर्जा लगती है। तो, वह सारी ऊर्जा कहाँ से आती है?

जीवन के कार्यों को करने के लिए आवश्यक ऊर्जा चीनी के टूटने से आती है। प्रकाश संश्लेषण कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को मिलाकर ग्लूकोज (चीनी) बनाने के लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करता है, जिससे ऑक्सीजन एक अपशिष्ट उत्पाद के रूप में निकलता है। पौधे इस ग्लूकोज को चीनी या स्टार्च के रूप में संग्रहित करते हैं। पशु, कवक, बैक्टीरिया और - कभी-कभी - अन्य पौधे, इन पौधों के संसाधनों को खिलाते हैं, संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करने के लिए स्टार्च या चीनी को तोड़ते हैं।

किण्वन और सेलुलर श्वसन एक महत्वपूर्ण कारक में भिन्न होते हैं: ऑक्सीजन। सेलुलर श्वसन रासायनिक प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन का उपयोग करता है जो भोजन से ऊर्जा मुक्त करता है। किण्वन अवायवीय या ऑक्सीजन रहित वातावरण में होता है। चूंकि किण्वन ऑक्सीजन का उपयोग नहीं करता है, चीनी अणु पूरी तरह से नहीं टूटता है और इसलिए कम ऊर्जा छोड़ता है। कोशिकाओं में किण्वन प्रक्रिया लगभग दो ऊर्जा इकाइयाँ छोड़ती है जबकि कोशिकीय श्वसन कुल लगभग 38 ऊर्जा इकाइयाँ छोड़ता है।

कोशिकीय श्वसन में, ऑक्सीजन शर्करा के साथ मिलकर ऊर्जा मुक्त करती है। यह प्रक्रिया साइटोप्लाज्म में शुरू होती है और माइटोकॉन्ड्रिया में पूरी होती है। साइटोप्लाज्म में, एक चीनी पाइरुविक एसिड के दो अणुओं में टूट जाती है, जिससे एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एटीपी की दो ऊर्जा इकाइयाँ निकलती हैं। दो पाइरुविक एसिड अणु माइटोकॉन्ड्रिया में चले जाते हैं जहां प्रत्येक अणु एसिटाइल सीओए नामक अणु में परिवर्तित हो जाता है। एसिटाइल सीओए के हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन की उपस्थिति में हटा दिए जाते हैं, हर बार एक इलेक्ट्रॉन जारी करते हैं, जब तक कि कोई हाइड्रोजन नहीं रहता। इस बिंदु पर, एसिटाइल सीओए टूट गया है, और केवल कार्बन डाइऑक्साइड और पानी ही बचा है। यह प्रक्रिया चार एटीपी ऊर्जा इकाइयों को छोड़ती है। अब इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से गुजरते हैं, अंततः लगभग 32 एटीपी इकाइयों को छोड़ते हैं। तो, सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया प्रत्येक ग्लूकोज अणु से लगभग 38 एटीपी ऊर्जा इकाइयाँ छोड़ती है।

क्या होगा यदि कोशिका में कोशिकीय श्वसन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन न हो? इस अवायवीय मार्ग से "जला महसूस करें" वाक्यांश का परिणाम है। यदि कोशिका का ऑक्सीजन स्तर सेलुलर श्वसन के लिए बहुत कम है, आमतौर पर क्योंकि फेफड़े कोशिका की ऑक्सीजन की जरूरत को पूरा नहीं कर सकते हैं, तो किण्वन सेलुलर श्वसन होता है। इस मामले में, चीनी अणु केवल कोशिका के कोशिका द्रव्य में टूट जाता है, लगभग दो एटीपी ऊर्जा इकाइयों को मुक्त करता है। माइटोकॉन्ड्रिया में टूटने की प्रक्रिया जारी नहीं रहती है। ग्लूकोज के इस आंशिक टूटने से थोड़ी ऊर्जा निकलती है जिससे कोशिका काम करती रह सकती है, लेकिन अधूरी प्रतिक्रिया से लैक्टिक एसिड पैदा होता है जो कोशिका में बनता है। यह लैक्टिक एसिड किण्वन जलन का कारण बनता है जब मांसपेशियों को सेलुलर श्वसन के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं मिलती है।