התהליכים התאיים בגופם של בני אדם, בעלי חיים ואפילו דגים תלויים ביצירת אדנוזין טריפוספט (ATP). כימיקל אורגני מורכב זה יכול להמיר למונו- ודי-פוספטים פחות מורכבים, ולשחרר אנרגיה שהאורגניזם צורך. זה מעורב גם בייצור DNA ו- RNA. ATP הוא אחד מתוצרי הלוואי של הנשימה התאית, שעבורם חומרי הגלם הם גלוקוז וחמצן.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
במהלך הנשימה התאית, מולקולת גלוקוז אחת משלבת עם שש מולקולות חמצן לייצור מים, פחמן דו חמצני ו -38 יחידות ATP. הנוסחה הכימית לתהליך הכללי היא:
ג6ה12או6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 36 או 38 ATP
פורמולה כימית לנשימה
גלוקוז, סוכר מורכב, משלב עם חמצן במהלך הנשימה לייצור מים, פחמן דו חמצני ו- ATP. השילוב של מולקולת גלוקוז אחת עם שש מולקולות של חמצן גזי מייצר שש מולקולות מים, שש מולקולות פחמן דו-חמצני ו -38 מולקולות של ATP. המשוואה הכימית לתגובה היא:
ג6ה12או6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2מולקולות ATP O + 36 או 38
בעוד שגלוקוז הוא הדלק העיקרי לנשימה, אנרגיה יכולה להגיע גם משומנים וחלבונים, אם כי התהליך אינו יעיל כל כך. הנשימה מתנהלת בארבעה שלבים נפרדים ומשחררת כ- 39 אחוז מהאנרגיה המאוחסנת במולקולות הגלוקוז.
ארבעה שלבי נשימה
למרות ש התהליך העיקרי של נשימה תאית זו בעצם תגובת חמצון, ארבעה דברים צריכים לקרות, כך שתוכל להכין את מלוא הכמות הפוטנציאלית של ATP. אלה כוללים את ארבעת שלבי הנשימה:
גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה. מולקולת גלוקוז אחת מתפרקת לשתי מולקולות של חומצה פירובית (C3ה4או3). תהליך זה מביא לא ייצור נטו של שתי מולקולות של ATP.
בתוך ה תגובת מעבר, חומצה פירובית עוברת למיטוכונדריה והופכת לאצטיל CoA.
במהלך מחזור קרבס, או מעגל החומצה הציטרית, כל אטומי המימן באצטיל CoA משתלבים באטומי חמצן ומייצרים 4 מולקולות של ATP וניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד הידריד (NADH), שמתפרק עוד יותר בגמר שלב. זה מייצר פסולת פחמן דו חמצני ומים במחזור שאתה צריך להוציא.
השלב הרביעי, ה שרשרת העברת אלקטרונים מייצר את עיקר ה- ATP. תהליך מורכב זה מתרחש בתוך מיטוכונדריה.
לאחר שהליפאזות בזרם הדם מתפרקות, שומנים יכולים להפוך לאצטיל CoA בתהליכים מורכבים ולהיכנס למעגל קרבס ולהניב כמויות של ATP בהשוואה לאלו המופקות מגלוקוז. חלבונים יכולים גם לייצר ATP, אך עליהם לעבור תחילה לחומצות אמינו לפני שיהיו זמינים לנשימה.