Twoje ciało składa się z dziesiątek bilionów komórek, z których każda potrzebuje paliwa do prawidłowego funkcjonowania i utrzymania zdrowia. Dostarczasz swojemu organizmowi energii, wdychając powietrze, wodę i pożywienie – ale jedzenie, które spożywasz, nie może być natychmiast wykorzystane do zasilania komórek. Zamiast tego, po strawieniu jedzenia i rozprowadzeniu zawartych w nim witamin i innych składników odżywczych do komórek, należy podjąć jeszcze jeden krok, aby przekształcić składniki odżywcze w energię komórek. Proces ten jest znany jako oddychanie komórkowe (w skrócie oddychanie): Kiedy ludzie dyskutują o idei aerobiku vs. biologii, często odnoszą się do dwóch różnych typów oddychania komórkowego – oraz komórek zdolnych do każdego typu oddychanie.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Aby prawidłowo funkcjonować, komórki przekształcają składniki odżywcze w paliwo znane jako trifosforan adenozyny (ATP) w procesie oddychania komórkowego. Proces ten zaczyna się od glikozy, która rozkłada glukozę na ATP, ale obecność tlenu zwiększa ilość ATP, którą komórka może wytworzyć kosztem jej niewielkiego uszkodzenia. To, czy komórka wykorzystuje oddychanie tlenowe czy beztlenowe, będzie zależeć od dostępności tlenu; oddychanie tlenowe wykorzystuje tlen, podczas gdy oddychanie beztlenowe nie.
Praca dla ATP
Komórki w każdym żywym organizmie potrzebują energii do wykonywania swojej pracy, niezależnie od tego, czy chroni ona organizm przed szkodliwym działaniem bakterie, rozkładanie pokarmu w żołądku lub upewnianie się, że mózg może przywoływać i wykorzystywać informacje wydajnie. Energia komórkowa jest przenoszona w pakietach adenozynotrójfosforanu, cząsteczki utworzonej z glukozy (cukru). Trifosforan adenozyny, znany również jako ATP, działa jak akumulatory dla komórek wewnątrz organizmu; pakiety ATP można nosić po ciele i wykorzystywać do zasilania funkcji komórki, a gdy cząsteczki ATP zostaną stworzone i wykorzystane, można je dość łatwo „naładować”. Ale stworzenie ATP wymaga pewnego wysiłku. Aby to zrobić, komórka musi przejść proces oddychania komórkowego.
Podstawy oddychania komórkowego
Wszystkie komórki muszą przejść oddychanie komórkowe, aby mogły funkcjonować. W najprostszym ujęciu, oddychanie komórkowe to proces, w którym komórka rozkłada zawarte w niej składniki odżywcze i cukry – składniki odżywcze i cukry dostarczane przez jedzenie, które spożywasz – w celu przekształcenia ich w pakiety ATP, które można wykorzystać do zasilania komórki podczas jej działania praca. Podczas gdy oddychanie zachodzi w różnych miejscach, w zależności od typu komórki, wszystkie komórki rozpoczynają proces oddychania od glikozy, serii reakcji chemicznych, które rozkładają glukozę. To, co stanie się po glikozie, będzie zależeć od związku komórki z tlenem i od obecności tlenu.
Wykorzystanie tlenu i glikoza
W biologii tlen to dziwna rzecz. Większość organizmów potrzebuje go do przeżycia i wykorzystuje go do bardziej wydajnego przetwarzania energii. Jednocześnie jednak tlen może być żrący; w ten sam sposób, w jaki może powodować rdzewienie metalu, zbyt dużo tlenu w komórce może spowodować jej degradację i rozpad, jeśli tlen nie zostanie zużyty wystarczająco szybko. Z tego powodu komórki są często klasyfikowane jako tlenowe i beztlenowe. To, czy komórka jest tlenem, czy beztlenowcem, zależy od tego, czy ta komórka może przetwarzać tlen, a co za tym idzie, jakiego rodzaju oddychania używa ta komórka. Na przykład komórka z biologią beztlenową będzie wykorzystywać oddychanie beztlenowe, podczas gdy komórka z biologią tlenową będzie wykorzystywać oddychanie tlenowe wspomagane tlenem. Większość oddychania nastąpi po rozpoczęciu glikozy i rozróżnia się to, czy tlen jest używany do dalszego rozkładu produktów glikozy.
Oddychanie tlenowe a beztlenowe
Po wystąpieniu glikozy, glukoza w komórce jest rozkładana na garść chemicznych produktów ubocznych. Niektóre z nich są przydatne, a inne nie. W oddychaniu beztlenowym etanol lub kwas mlekowy jest następnie używany do przetwarzania tych produktów ubocznych na dwa cząsteczki ATP i niektóre mniej przydatne produkty – ale w oddychaniu tlenowym tlen jest wykorzystywany do przetwarzania zamiast. W rezultacie produkty uboczne wytwarzane przez glikozę mogą być dalej rozkładane, co prowadzi do powstania czterech cząsteczek ATP. To sprawia, że oddychanie tlenowe jest wydajniejsze, ale może prowadzić do ryzyka rozpadu komórek w wyniku gromadzenia się tlenu. W końcu jednak zawsze powstaje ATP.