Tijekom aerobno disanje, kisik koji stanica unosi kombinira se s glukozom dajući energiju u obliku Adenozin trifosfat (ATP), a stanica izbacuje ugljični dioksid i vodu. Ovo je reakcija oksidacije u kojoj se glukoza oksidira, a kisik reducira. Ovaj je postupak presudan za sve eukarioti, koje su velike stanice koje sadrže jezgru i druge organele i koje tvore složene organizme, poput ljudskih bića. Disanje kod većine prokarioti, kao što su određene bakterije, je anaerobna. Uključuje reakcije oksidacije / redukcije koje proizvode energiju bez kisika.
Definirano oksidacijom i redukcijom
Oksidacija i redukcija riječi su koje se odnose na način izmjene elektrona u kemijskoj reakciji. Kad su kemičari prvi puta opisali reakcije oksidacije / redukcije, koristili su izraz "oksidacija" da bi se odnosili samo na reakcije u kojima su druge kemikalije bile vezane za kisik. Oni su se odnosili na reakcije koje su kemikaliju pretvorile u čisti oblik, poput one koja uklanja kisik iz magnezija i ostavlja samo magnezij, kao redukcijske reakcije. Kako su znanstvenici otkrivali više o temeljnim mehanizmima, postalo je jasno da je u oksidacijom, element je gubio jedan ili više elektrona kisikom, a smanjenjem, element je dobivao elektroni.
Važnost staničnog disanja
ATP proizveden u stanično disanje je kemijsko gorivo koje pokreće svaku reakciju u stanici, bilo izravno ili neizravno. Disanje se događa u svakoj stanici ljudskog tijela, kao i u stanicama gotovo svakog eukariota. Činjenica da naše stanice ovise o ovoj reakciji razlog je što ljudi udišu kisik i izdišu ugljični dioksid.
Redukcija ili oksidacija
Proces staničnog disanja uključuje dva glavna koraka. U prvom koraku, koji znanstvenici nazivaju glikolizom, glukoza se razgrađuje. U drugom, aerobno disanje dalje razbija ostatke glukoze. Tijekom aerobnog disanja kisik se smanjuje, donirajući elektron vodiku da tvori vodu. Čitav proces staničnog disanja oksidira glukozu. Ovo proizvodi većinu energije oslobođene staničnim disanjem.
Proces fermentacije
Vrenje također uključuje oksidaciju i redukciju i proizvodi ATP, ali to čini manje učinkovito. Neki jednostavni organizmi, poput kvasca, koriste ovaj postupak u nedostatku kisika. Čak i ljudi koriste fermentaciju kao neku vrstu rezerve staničnog disanja u mišićnim stanicama bez kisika. Tijekom fermentacije kemikalija koja se naziva nikotinamid adenin dinukleotid + vodik (NADH) oksidira, a kemikalija koja se naziva piruvat se reducira. Ovaj postupak stvara samo dvije molekule ATP po molekuli glukoze, dok stanično disanje stvara 36 molekula ATP iz jedne molekule glukoze.