すべての生命は、生命の機能を実行するためにエネルギーを必要とします。 座って読んでもエネルギーがかかります。 成長、消化、移動：すべてがエネルギーの消費を必要とします。 マラソンを走るにはたくさんのエネルギーが必要です。 それで、そのすべてのエネルギーはどこから来るのでしょうか？
エネルギーのための燃料
生命の機能を実行するために必要なエネルギーは、砂糖の分解から来ています。 光合成は、太陽のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を組み合わせてブドウ糖（糖）を形成し、酸素を廃棄物として放出します。 植物はこのブドウ糖を砂糖またはでんぷんとして貯蔵します。 動物、菌類、バクテリア、そして時には他の植物がこれらの植物資源を供給し、でんぷんや砂糖を分解して貯蔵されたエネルギーを放出します。
発酵と細胞呼吸の比較
発酵と細胞呼吸は、1つの重要な要素である酸素が異なります。 細胞呼吸は、食物からエネルギーを放出する化学反応で酸素を使用します。 発酵は、嫌気性または酸素が枯渇した環境で発生します。 発酵は酸素を使用しないため、糖分子は完全には分解されず、放出されるエネルギーも少なくなります。 細胞内の発酵プロセスは約2つのエネルギー単位を放出しますが、細胞呼吸は合計で約38のエネルギー単位を放出します。
細胞呼吸からのエネルギー
細胞呼吸では、酸素が糖と結合してエネルギーを放出します。 このプロセスは細胞質で始まり、ミトコンドリアで完了します。 細胞質では、1つの糖が2つのピルビン酸分子に分解され、2つのエネルギー単位のアデノシン三リン酸またはATPが放出されます。 2つのピルビン酸分子はミトコンドリアに移動し、そこで各分子がアセチルCoAと呼ばれる分子に変換されます。 アセチルCoAの水素原子は、酸素の存在下で除去され、水素がなくなるまで毎回電子を放出します。 この時点で、アセチルCoAは分解されており、二酸化炭素と水だけが残っています。 このプロセスにより、4つのATPエネルギーユニットが放出されます。 これで、電子は電子伝達系を通過し、最終的に約32のATPユニットを放出します。 したがって、細胞呼吸のプロセスは、各グルコース分子から約38のATPエネルギー単位を放出します。
発酵プロセスからのエネルギー
細胞が細胞呼吸に十分な酸素を持っていない場合はどうなりますか？ 「やけどを感じる」というフレーズは、この嫌気性経路に由来します。 細胞の酸素レベルが細胞呼吸に対して低すぎる場合、通常は肺が細胞の酸素必要量に追いつけないために、発酵細胞呼吸が起こります。 この場合、糖分子は細胞の細胞質でのみ分解し、約2つのATPエネルギー単位を放出します。 ミトコンドリアでは分解プロセスは継続しません。 ブドウ糖のこの部分的な分解は、細胞が働き続けることができるように少しのエネルギーを放出します、しかし不完全な反応は細胞の中に蓄積する乳酸を生成します。 この乳酸発酵は、筋肉が細胞呼吸に十分な酸素を受け取らないときに灼熱感を引き起こします。