Сваком животу је потребна енергија за обављање животних функција. Чак и седење и читање захтева енергију. Раст, варење, кретање: сви захтевају утрошак енергије. Трчање маратона захтева пуно енергије. Па, одакле сва та енергија?
Гориво за енергију
Енергија потребна за обављање животних функција долази од разградње шећера. Фотосинтеза користи сунчеву енергију за комбиновање угљен-диоксида и воде у глукозу (шећер), дајући кисеоник као отпадни производ. Биљке чувају ову глукозу као шећер или као скроб. Животиње, гљиве, бактерије и - понекад - друге биљке, хране се тим биљним ресурсима, разграђујући скроб или шећер да би ослободили ускладиштену енергију.
Поређење ферментације и ћелијског дисања
Ферментација и ћелијско дисање разликују се у једном критичном фактору: кисеонику. Ћелијско дисање користи кисеоник у хемијској реакцији која ослобађа енергију из хране. Ферментација се дешава у анаеробном окружењу или осиромашеном кисеоником. Пошто ферментација не користи кисеоник, молекул шећера се не разграђује у потпуности и тако ослобађа мање енергије. Процес ферментације у ћелијама ослобађа око две енергетске јединице, док ћелијско дисање ослобађа укупно око 38 енергетских јединица.
Енергија из ћелијског дисања
У ћелијском дисању, кисеоник се комбинује са шећерима да би ослободио енергију. Овај процес започиње у цитоплазми, а завршава се у митохондријима. У цитоплазми се један шећер разбија на два молекула пирувичне киселине, ослобађајући две енергетске јединице аденозин трифосфата или АТП. Два молекула пирувичне киселине крећу се у митохондрије где се сваки молекул претвара у молекул који се назива ацетил ЦоА. Атоми водоника из ацетил ЦоА уклањају се у присуству кисеоника, сваки пут ослобађајући по један електрон, све док водоник не остане. У овом тренутку, ацетил ЦоА је разбијен и остали су само угљен-диоксид и вода. Овај процес ослобађа четири АТП енергетске јединице. Сада електрони пролазе низ ланац преноса електрона, на крају ослобађајући око 32 АТП јединице. Дакле, процес ћелијског дисања ослобађа око 38 АТП енергетских јединица из сваког молекула глукозе.
Енергија из процеса ферментације
Шта ако ћелија нема довољно кисеоника за ћелијско дисање? Израз „осетити опекотине“ произилази из овог анаеробног пута. Ако је ниво кисеоника у ћелији пренизак за ћелијско дисање, обично зато што плућа не могу пратити корак ћелијске потребе за кисеоником, тада се одвија ћелијско ферментационо ферментацијско дејство. У овом случају, молекул шећера се само распада у ћелијској цитоплазми, ослобађајући око две енергетске јединице АТП. Процес распадања се не наставља у митохондријима. Ова делимична разградња глукозе ослобађа мало енергије, тако да ћелија може да настави са радом, али непотпуна реакција ствара млечну киселину која се накупља у ћелији. Ова ферментација млечне киселине изазива осећај сагоревања када мишићи не добијају довољно кисеоника за ћелијско дисање.
