การถูกออกซิไดซ์คืออะไรและการหายใจของเซลล์ลดลงคืออะไร?

ระหว่าง การหายใจแบบแอโรบิก, ออกซิเจนที่เซลล์รับเข้าไปรวมกับกลูโคสเพื่อผลิตพลังงานในรูปของ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP)และเซลล์ขับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ นี่คือปฏิกิริยาออกซิเดชันที่กลูโคสถูกออกซิไดซ์และออกซิเจนลดลง กระบวนการนี้มีความสำคัญต่อทุกคน ยูคาริโอตซึ่งเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์อื่นๆ และก่อตัวเป็นสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน เช่น มนุษย์ การหายใจส่วนใหญ่ โปรคาริโอตเช่น แบคทีเรียบางชนิด เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน/รีดักชันที่ผลิตพลังงานโดยไม่มีออกซิเจน

การเกิดออกซิเดชันและการลดลง เป็นคำที่อ้างถึงวิธีการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมี เมื่อนักเคมีอธิบายปฏิกิริยาออกซิเดชัน/รีดักชันเป็นครั้งแรก พวกเขาใช้คำว่า "ออกซิเดชัน" เพื่ออ้างถึงปฏิกิริยาที่สารเคมีอื่นๆ ถูกผูกมัดกับออกซิเจนเท่านั้น พวกเขาอ้างถึงปฏิกิริยาที่เปลี่ยนสารเคมีให้กลับเป็นรูปแบบที่บริสุทธิ์ เช่น ปฏิกิริยาที่ดึงออกซิเจนออกจากแมกนีเซียมและเหลือเพียงแมกนีเซียมเท่านั้น เป็นปฏิกิริยารีดักชัน เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกเบื้องหลัง เป็นที่ชัดเจนว่าใน การเกิดออกซิเดชัน ธาตุหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าต่อออกซิเจน และในการลดลง ธาตุจะได้รับ อิเล็กตรอน

ATP ที่ผลิตใน การหายใจระดับเซลล์ เป็นเชื้อเพลิงเคมีที่ขับเคลื่อนทุกปฏิกิริยาในเซลล์ ไม่ว่าทางตรงหรือทางอ้อม การหายใจเกิดขึ้นในทุกเซลล์ในร่างกายมนุษย์ เช่นเดียวกับเซลล์ของยูคาริโอตแทบทุกเซลล์ ความจริงที่ว่าเซลล์ของเราขึ้นอยู่กับปฏิกิริยานี้คือเหตุผลที่มนุษย์หายใจเอาออกซิเจนเข้าไปและหายใจเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

กระบวนการหายใจระดับเซลล์ประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก ในขั้นตอนแรกซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า glycolysis กลูโคสจะสลายตัว ในช่วงที่สอง การหายใจแบบใช้ออกซิเจนจะทำลายส่วนที่เหลือของกลูโคสให้เหลือน้อยลงไปอีก ในระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ออกซิเจนจะลดลง โดยส่งอิเล็กตรอนไปยังไฮโดรเจนเพื่อสร้างน้ำ กระบวนการทั้งหมดของการหายใจระดับเซลล์ออกซิไดซ์กลูโคส สิ่งนี้ผลิตพลังงานส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมาในการหายใจระดับเซลล์

การหมัก ยังเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันและการลดลง และผลิต ATP แต่ก็มีประสิทธิภาพน้อยกว่า สิ่งมีชีวิตธรรมดาบางชนิด เช่น ยีสต์ ใช้กระบวนการนี้ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน แม้แต่มนุษย์ก็ยังใช้การหมักเป็นตัวสำรองสำหรับการหายใจระดับเซลล์ในเซลล์กล้ามเนื้อที่ขาดออกซิเจน ในระหว่างการหมัก สารเคมีที่เรียกว่านิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ + ไฮโดรเจน (NADH) จะถูกออกซิไดซ์และสารเคมีที่เรียกว่าไพรูเวตจะลดลง กระบวนการนี้สร้างโมเลกุล ATP เพียงสองโมเลกุลต่อโมเลกุลของกลูโคส ในขณะที่การหายใจในเซลล์สร้างโมเลกุล ATP 36 โมเลกุลจากโมเลกุลกลูโคสตัวเดียว