Jūsu ķermenis sastāv no desmitiem triljonu šūnu, un katrai no tām ir nepieciešama degviela, lai tā darbotos pareizi un saglabātu veselību. Jūs barojat savu ķermeni, uzņemot gaisu, ūdeni un pārtiku, taču ēdienu, ko ēdat, nevar uzreiz izmantot, lai darbinātu jūsu šūnas. Tā vietā, kad jūsu pārtika ir sagremota un tajā esošie vitamīni un citas uzturvielas ir izdalītas jūsu šūnās, jāsper vēl viens solis, lai barības vielas pārvērstu šūnu enerģijā. Šis process ir pazīstams kā šūnu elpošana (īsi elpošana): kad cilvēki apspriež aerobās un anaerobās idejas bioloģijā, viņi bieži atsaucas uz diviem dažādiem šūnu elpošanas veidiem - un uz šūnām, kas spējīgas katram tipam elpošana.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lai pareizi darbotos, šūnas šūnu elpošanas procesā pārveido barības vielas degvielā, kas pazīstama kā adenozīna trifosfāts (ATP). Šis process sākas ar glikozi, kas glikozi sadala ATP, bet skābekļa klātbūtne palielina ATP daudzumu, ko šūna var radīt, par šūnas nelielu sabojāšanu. Tas, vai šūna izmanto aerobo vai anaerobo elpošanu, būs atkarīgs no tā, vai ir pieejams skābeklis; aerobā elpošana izmanto skābekli, bet anaerobā - ne.
Darbs ATP
Jebkura dzīvā organisma šūnām ir vajadzīga enerģija, lai veiktu savu darbu, neatkarīgi no tā, vai tas aizsargā ķermeni no kaitīga baktērijas, sadalot pārtiku kuņģa iekšienē vai pārliecinoties, ka smadzenes var atsaukt un izmantot informāciju efektīvi. Šūnu enerģija tiek pārvadāta adenozīna trifosfāta - molekulas, kas veidojas no glikozes (cukura) - iepakojumos. Adenozīna trifosfāts, kas pazīstams arī kā ATP, darbojas kā akumulatori ķermeņa šūnām; ATP paketes var nēsāt pa ķermeni un izmantot, lai darbinātu šūnas funkcijas, un, tiklīdz ATP molekulas ir izveidotas un izmantotas, tās var diezgan viegli "uzlādēt". Bet ATP izveidošana prasa zināmas pūles. Lai to izveidotu, šūna ir nepieciešama, lai izietu šūnu elpošanas procesu.
Šūnu elpošanas pamati
Lai funkcionētu, visām šūnām jāveic šūnu elpošana. Vienkāršākais šūnu elpošana ir process, ko šūna veic, lai sadalītu barības vielas un cukurus, ko tā pārvadā - barības vielas un cukuri, ko nodrošina jūsu lietotais ēdiens - lai tos pārvērstu ATP iepakojumos, kurus var izmantot, lai darbinātu šūnu, kamēr tā notiek darbs. Kaut arī elpošana notiks dažādās vietās, atkarībā no šūnu veida, visas šūnas sāk elpošanas procesu ar glikozi - virkni ķīmisko reakciju, kas noārda glikozi. Tas, kas notiks pēc glikozes, būs atkarīgs no šūnas attiecībām ar skābekli un no tā, vai tajā ir kāds skābeklis.
Skābekļa lietošana un glikoze
Bioloģijā skābeklis ir nepāra lieta. Lielākajai daļai organismu tas ir vajadzīgs, lai izdzīvotu, un izmanto enerģiju efektīvākai pārstrādei. Tomēr tajā pašā laikā skābeklis var būt kodīgs; tāpat kā tas var izraisīt metāla rūsēšanu, pārāk daudz skābekļa šūnā var izraisīt šūnas noārdīšanos un sabrukšanu, ja skābeklis netiek izlietots pietiekami ātri. Šī iemesla dēļ šūnas bieži tiek klasificētas kā aerobi un anaerobi. Tas, vai šūna ir aerobs vai anaerobs, ir atkarīgs no tā, vai šī šūna var apstrādāt skābekli - un kā rezultātā, kāda veida elpošanu šī šūna izmanto. Šūna ar anaerobo bioloģiju, piemēram, izmantos anaerobo elpošanu, savukārt šūna ar aerobo bioloģiju izmantos ar skābekli pastiprinātu aerobo elpošanu. Lielākā elpošanas daļa notiks pēc glikozes sākuma, un to atšķir ar to, vai skābeklis tiek izmantots glikozes produktu sadalīšanai vai nē.
Aerobā un anaerobā elpošana
Pēc glikozes rašanās glikoze šūnā tiek sadalīta nedaudzos ķīmiskos blakusproduktos. Daži no tiem ir noderīgi, bet citi nav. Anaerobās elpināšanas laikā tad izmanto etanolu vai pienskābi, lai šos blakusproduktus pārstrādātu divos ATP molekulas un daži mazāk noderīgi produkti - bet aerobā elpošanā apstrādei tiek izmantots skābeklis tā vietā. Tā rezultātā glikozes radītos blakusproduktus var sadalīt tālāk, kā rezultātā tiek izveidotas četras ATP molekulas. Tas padara aerobo elpošanu efektīvāku, bet tas var izraisīt šūnu sabrukšanas risku skābekļa uzkrāšanās rezultātā. Tomēr galu galā ATP vienmēr tiek ražots.