सेलुलर श्वसन में ऊर्जा की रिहाई के लिए ऑक्सीजन कैसे महत्वपूर्ण है?

एरोबिक सेलुलर श्वसन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं ग्लूकोज को ऊर्जा में बदलने में मदद करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करती हैं। इस प्रकार का श्वसन तीन चरणों में होता है: ग्लाइकोलाइसिस; क्रेब्स चक्र; और इलेक्ट्रॉन परिवहन फास्फारिलीकरण। ग्लाइकोलाइसिस के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन बाकी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है।

सेलुलर श्वसन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं ग्लूकोज से ऊर्जा छोड़ती हैं और इसे एटीपी नामक प्रयोग करने योग्य रूप में बदल देती हैं। एटीपी एक अणु है जो कोशिका को थोड़ी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करता है, जो इसे विशिष्ट कार्यों को करने के लिए ईंधन प्रदान करता है।

श्वसन दो प्रकार के होते हैं: अवायवीय और एरोबिक। अवायवीय श्वसन ऑक्सीजन का उपयोग नहीं करता है। अवायवीय श्वसन से यीस्ट या लैक्टेट उत्पन्न होता है। व्यायाम करते समय, शरीर जितनी तेजी से ऑक्सीजन लेता है, उससे कहीं अधिक तेजी से उपयोग करता है; अवायवीय श्वसन मांसपेशियों को गतिमान रखने के लिए लैक्टेट प्रदान करता है। लैक्टेट बिल्डअप और ऑक्सीजन की कमी मांसपेशियों में थकान और कठिन व्यायाम के दौरान सांस लेने में तकलीफ के कारण हैं।

एरोबिक श्वसन तीन चरणों में होता है जहां ग्लूकोज अणु ऊर्जा का स्रोत होता है। पहले चरण को ग्लाइकोलाइसिस कहा जाता है और इसमें ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। इस चरण में, एटीपी अणुओं का उपयोग ग्लूकोज को पाइरूवेट नामक पदार्थ में तोड़ने में मदद करने के लिए किया जाता है, एक अणु जो एनएडीएच नामक इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है, दो और एटीपी अणु, और कार्बन डाइऑक्साइड। कार्बन डाइऑक्साइड एक अपशिष्ट उत्पाद है और इसे शरीर से निकाल दिया जाता है।

दूसरे चरण को क्रेब्स चक्र कहा जाता है। इस चक्र में जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है जो अतिरिक्त एनएडीएच उत्पन्न करती है।

अंतिम चरण को इलेक्ट्रॉन परिवहन फास्फारिलीकरण कहा जाता है। इस चरण के दौरान, NADH और एक अन्य ट्रांसपोर्टर अणु जिसे FADH2 कहा जाता है, इलेक्ट्रॉनों को कोशिकाओं तक ले जाता है। इलेक्ट्रॉनों से ऊर्जा एटीपी में परिवर्तित हो जाती है। एक बार इलेक्ट्रॉनों का उपयोग हो जाने के बाद, उन्हें पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के परमाणुओं को दान कर दिया जाता है।

ग्लाइकोलाइसिस सभी श्वसन का पहला चरण है। इस चरण के दौरान, ग्लूकोज का प्रत्येक अणु एक कार्बन-आधारित अणु में टूट जाता है जिसे पाइरूवेट कहा जाता है, दो एटीपी अणु और एनएडीएच के दो अणु।

एक बार यह प्रतिक्रिया हो जाने के बाद, पाइरूवेट एक और रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरता है जिसे किण्वन कहा जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, एनएडी + और लैक्टेट उत्पन्न करने के लिए पाइरूवेट में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाता है।

एरोबिक श्वसन में, पाइरूवेट आगे टूट जाता है और ऑक्सीजन के साथ मिलकर कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाता है, जो शरीर से समाप्त हो जाते हैं।

पाइरूवेट एक कार्बन आधारित अणु है; पाइरूवेट के प्रत्येक अणु में तीन कार्बन अणु होते हैं। ग्लाइकोलाइसिस के अंतिम चरण में कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए इनमें से केवल दो अणुओं का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार ग्लाइकोलाइसिस के बाद चारों ओर ढीला कार्बन तैरता रहता है। यह कार्बन कोशिका में अन्य क्षमताओं में प्रयुक्त रसायनों को बनाने के लिए विभिन्न एंजाइमों को बांधता है। क्रेब्स चक्र प्रतिक्रियाएं एनएडीएच के आठ और अणु और एफएडीएच 2 नामक एक अन्य इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्टर के दो अणु उत्पन्न करती हैं।

NADH और FADH2 इलेक्ट्रॉनों को विशेष कोशिका झिल्लियों में ले जाते हैं, जहाँ उन्हें ATP बनाने के लिए काटा जाता है। एक बार जब इलेक्ट्रॉनों का उपयोग किया जाता है, तो वे समाप्त हो जाते हैं और उन्हें शरीर से हटा दिया जाना चाहिए। इस कार्य के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है। प्रयुक्त इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन से बंधते हैं; ये अणु अंततः पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन से बंधते हैं।