Ћелијско дисање је процес којим ћелије претварају глукозу (шећер) у угљен-диоксид и воду. У том процесу енергија у облику молекула тзв аденозин трифосфат, или АТП, је пуштен. Будући да је за покретање ове реакције потребан кисеоник, ћелијско дисање се такође сматра врстом Реакција „горења“ где се органски молекул (глукоза) оксидира или сагорева ослобађајући енергију у процес.
Ћелијама је потребна АТП енергија за обављање свих функција неопходних за живот. Али колико нам АТП треба? Ако наше ћелије не би стално замењивале АТП ћелијским дисањем, потрошили бисмо готово целокупну телесну тежину у АТП-у за један дан.
Ћелијско дисање се одвија у три корака: гликолиза, циклус лимунске киселине и оксидативна фосфорилација.
Ензими
Ензими су протеини који катализују или утичу на брзину хемијских реакција, а да се при томе не мењају. Специфични ензими катализују сваку ћелијску реакцију.
Главна улога ензима током реакције дисања је да помогну у преносу електрона из једног молекула у други. Ови преноси се називају „редокс“ реакцијама, где се губитак електрона из једног молекула (оксидација) мора подударати са додавањем електрона другој супстанци (редукција).
Гликолиза
Овај први корак реакције дисања одвија се у цитоплазма, или течност ћелије. Гликолиза се састоји од девет одвојених хемијских реакција, од којих сваку катализује одређени ензим.
Кључни играчи гликолизе су ензим дехидродгеназа и коензим (не-протеински помагач) назван НАД +. Дехидродгеназа оксидира глукозу одузимајући јој два електрона и преносећи их на НАД +. У процесу се глукоза „дели“ на два молекула пирувата, који настављају реакцију.
Циклус лимунске киселине
Други корак реакције дисања одвија се унутар ћелијске органеле зване митохондрије, који се због своје улоге у производњи АТП-а зову „фабрике енергије“ за ћелију.
Непосредно пре почетка циклуса лимунске киселине, пируват се „негује“ за реакцију претварајући се у високоенергетску супстанцу која се назива ацетил коензим А или ацетил-ЦоА.
Специфични ензими смештени у митохондрију тада покрећу многе реакције које чине лимунску киселину циклус (познат и као Кребсов циклус) преуређивањем хемијских веза и учешћем у више редокс реакције.
По завршетку овог корака, молекули који преносе електроне напуштају циклус лимунске киселине и започињу трећи корак.
Оксидативне фосфорилације
Завршни корак реакције дисања, такође назван ланац транспорта електронаје место где долази до енергетског исплате ћелије. Током овог корака кисеоник покреће ланац кретања електрона преко мембране митохондрија. Овај пренос електрона покреће способност ензима АТП синтазе да произведе 38 молекула АТП.