რა იჟანგება და რა მცირდება უჯრედების სუნთქვის დროს?

დროს აერობული სუნთქვა, უჯრედის მიერ მიღებული ჟანგბადი აერთიანებს გლუკოზას და წარმოქმნის ენერგიას სახით ადენოზინტრიფოსფატი (ATP)და უჯრედი გამოდევნის ნახშირორჟანგს და წყალს. ეს არის დაჟანგვის რეაქცია, რომელშიც გლუკოზა იჟანგება და ჟანგბადი მცირდება. ეს პროცესი ყველასთვის კრიტიკულია ეუკარიოტები, რომლებიც დიდი უჯრედებია, რომლებიც შეიცავს ბირთვს და სხვა ორგანელებს და ქმნიან რთულ ორგანიზმებს, მაგალითად, ადამიანებს. სუნთქვა უმეტესობაში პროკარიოტები, მაგალითად, გარკვეული ბაქტერიები, ანაერობულია. იგი მოიცავს ჟანგვის / შემცირების რეაქციებს, რომლებიც წარმოქმნიან ენერგიას ჟანგბადის გარეშე.

დაჟანგვა და შემცირება არის სიტყვები, რომლებიც ეხება ელექტრონების გაცვლას ქიმიურ რეაქციაში. როდესაც ქიმიკოსებმა პირველად აღწერეს დაჟანგვის / შემცირების რეაქციები, მათ გამოიყენეს ტერმინი ”დაჟანგვა” მხოლოდ რეაქციებისთვის, რომელშიც სხვა ქიმიკატები იყო დაკავშირებული ჟანგბადთან. ისინი აღნიშნავდნენ რეაქციებს, რომლებმაც ქიმიური ნივთიერება სუფთა ფორმაში გადაიყვანეს, მაგალითად, მაგნიუმიდან ჟანგბადი ამოიღეს და მხოლოდ მაგნიუმი დატოვეს, როგორც შემცირების რეაქციები. როგორც მეცნიერებმა უფრო მეტი აღმოაჩინეს ძირითადი მექანიზმების შესახებ, თუმცა, ცხადი გახდა, რომ ჟანგვა, ელემენტი კარგავდა ერთ ან მეტ ელექტრონს ჟანგბადთან, ხოლო შემცირებისას, ელემენტი იძენდა ელექტრონები.

ATP წარმოებული უჯრედული სუნთქვა არის ქიმიური საწვავი, რომელიც აძლიერებს უჯრედის ყველა რეაქციას, პირდაპირ ან არაპირდაპირ. სუნთქვა ხდება ადამიანის სხეულის ყველა უჯრედში, ისევე როგორც თითქმის ყველა ევკარიოტის უჯრედში. ის, რომ ჩვენი უჯრედები ამ რეაქციაზეა დამოკიდებული, არის მიზეზი, რომ ადამიანი ჟანგბადს სუნთქავს და ნახშირორჟანგს სუნთქავს.

ფიჭური სუნთქვის პროცესი მოიცავს ორ მთავარ ნაბიჯს. პირველ ეტაპზე, რომელსაც მეცნიერები გლიკოლიზს უწოდებენ, გლუკოზა იშლება. მეორეში, აერობული სუნთქვა კიდევ უფრო არღვევს გლუკოზის ნარჩენებს. აერობული სუნთქვის დროს, ჟანგბადი მცირდება, წყალბადს ელექტრონი ეძლევა წყლის წარმოქმნით. უჯრედული სუნთქვის მთელი პროცესი ჟანგავს გლუკოზას. ეს წარმოქმნის უჯრედულ სუნთქვაში გამოყოფილი ენერგიის დიდ ნაწილს.

დუღილი ასევე მოიცავს დაჟანგვას და შემცირებას და ის აწარმოებს ATP– ს, მაგრამ ამას აკეთებს ნაკლებად ეფექტურად. ზოგიერთი მარტივი ორგანიზმი, მაგალითად, საფუარი, იყენებს ამ პროცესს ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში. ადამიანები კი იყენებენ დუღილს, როგორც ერთგვარ სარეზერვო უჯრედულ სუნთქვას ჟანგბადის მოკლებული კუნთის უჯრედებში. დუღილის დროს იჟანგება ქიმიური ნივთიერება, სახელწოდებით ნიკოტინამიდი ადენინ დინუკლეოტიდი + წყალბადი (NADH) და მცირდება ქიმიური ნივთიერება, სახელწოდებით პიროვატი. ამ პროცესში წარმოიქმნება მხოლოდ ორი ATP მოლეკულა გლუკოზის მოლეკულაზე, ხოლო უჯრედული სუნთქვა აწარმოებს 36 ATP მოლეკულა ერთი გლუკოზის მოლეკულისგან.