Aërobe ademhaling houdt ons van moment tot moment in leven. Het wordt vaak beschouwd als synoniem met ademen, maar dit is niet helemaal juist. Ademen is het proces waarbij mensen en de meeste andere landdieren lucht met zuurstof in ons lichaam opnemen, maar aerobe ademhaling is de chemische reactie die cellen in staat stelt glucose in aanwezigheid van zuurstof om te zetten in bruikbare energie, water en koolstofdioxide op microscopische schaal niveau. De chemische vergelijking voor aërobe ademhaling is bekend, en variaties en verwanten van deze letterlijk vitale vergelijking vormen een van de hoekstenen van de fundamentele celbiologie.
De instelling
De cellen van eukaryoten, of meercellige dieren, vertrouwen op aerobe ademhaling voor energieproductie. Ze nemen zuurstofgas en glucosemoleculen op uit hun omgeving door respectievelijk te ademen en te eten. In een ongecompliceerde keten van chemische reacties die plaatsvinden in delen van de cel die mitochondriën worden genoemd, deze moleculen worden omgezet in water, koolstofdioxide en een vorm van energie die ATP of adenosine wordt genoemd trifosfaat.
Het proces
De moleculen die betrokken zijn bij aërobe ademhaling kunnen niet zomaar in een mengsel worden gegooid om energie te produceren, net zomin als de delen van een auto kunnen een auto worden door van een lopende band te rollen zonder instructies voor de fabriek arbeiders. Verschillende voedingsmiddelen die de macromoleculen bevatten die we eiwitten, koolhydraten en vetten noemen, kunnen allemaal glucosemoleculen bijdragen, ook al is glucose zelf een suiker en dus een koolhydraat. Zodra glucose is vrijgemaakt uit voedsel of lichaamsopslagbronnen in de spieren, het bloed en de lever, en het wordt opgenomen in de cellen van het lichaam, wordt het kunnen zich hechten aan mitochondriën in de cellen, en speciale eiwitten, enzymen genaamd, voeren de verschillende reacties uit die samen aerobics vormen ademhaling.
De volledige reactie
Volledige chemische reacties moeten "uitgebalanceerd" zijn - dat wil zeggen, het aantal atomen van een bepaald element (koolstof, waterstof enzovoort) aan de ene kant van de vergelijking moet hetzelfde zijn als dat aan de andere kant. Dit kan betekenen dat vermenigvuldigingsfactoren of coëfficiënten aan de voorkant van sommige moleculen moeten worden toegevoegd.
De volledige, evenwichtige reactie van aërobe ademhaling is:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + warmte + 38 ATP
Warmte is geen element, maar het feit dat het wordt afgegeven tijdens aerobe ademhaling, is het gevolg van energie in de chemische bindingen van de glucose- en zuurstofmoleculen die naar de omgeving ontsnappen.