น้ำเกิดขึ้นได้อย่างไรระหว่างการหายใจระดับเซลล์?

การหายใจระดับเซลล์เป็นกุญแจสำคัญในการดำรงชีวิตของเซลล์ที่มีชีวิต หากไม่มีเซลล์เหล่านี้ เซลล์จะไม่มีพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานทั้งหมดที่พวกเขาต้องทำเพื่อให้มีชีวิตอยู่ กระบวนการและปฏิกิริยาของการหายใจระดับเซลล์แตกต่างกันไปตามสิ่งมีชีวิต และมักจะค่อนข้างซับซ้อน การทำความเข้าใจว่าน้ำก่อตัวอย่างไรในระหว่างกระบวนการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าการหายใจระดับเซลล์ช่วยกระตุ้นเซลล์ที่มีชีวิตได้อย่างไร

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

น้ำเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนและออกซิเจนทำปฏิกิริยากับ H2O ระหว่างห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจระดับเซลล์

Glycolysis เป็นครั้งแรกในสามขั้นตอนของการหายใจระดับเซลล์ ในนั้น ปฏิกิริยาชุดหนึ่งสลายน้ำตาลกลูโคสหรือน้ำตาล และเปลี่ยนเป็นโมเลกุลที่เรียกว่าไพรูเวต สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมีวิธีการรับกลูโคสต่างกัน มนุษย์กินอาหารที่มีน้ำตาลและคาร์โบไฮเดรต ซึ่งร่างกายจะเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคส พืชผลิตกลูโคสในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

เซลล์นำกลูโคสมารวมกับออกซิเจนเพื่อสร้างโมเลกุลของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต 4 โมเลกุล โดยทั่วไปเรียกว่า ATP และคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุลระหว่างไกลโคไลซิส ATP เป็นโมเลกุลที่เซลล์ต้องการเก็บและถ่ายเทพลังงาน นอกจากนี้ น้ำสองโมเลกุลจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างขั้นตอนนี้ แต่เป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาและไม่ได้ใช้ในขั้นตอนต่อไปของการหายใจระดับเซลล์ จนกระทั่งภายหลังในกระบวนการที่มีการสร้าง ATP และน้ำมากขึ้น

ขั้นตอนที่สองของการหายใจระดับเซลล์เรียกว่า Krebs Cycle ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวัฏจักรกรดซิตริกหรือวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (TCA) ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรียของเซลล์ ในระหว่างวงจร Krebs ที่ต่อเนื่องกัน พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวพาสองตัวคือ NADH และ FADH2 ซึ่งเป็นเอ็นไซม์และโคเอ็นไซม์ที่มีบทบาทสำคัญในการสร้างพลังงาน บางคนที่มีปัญหาในการผลิต NADH เช่นผู้ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ ใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร NADH เพื่อเพิ่มความตื่นตัวและสมาธิ

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเป็นขั้นตอนที่สามและขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจระดับเซลล์ เป็นตอนจบที่ยิ่งใหญ่ในการสร้างน้ำพร้อมกับ ATP ส่วนใหญ่ที่จำเป็นในการขับเคลื่อนชีวิตเซลล์ มันเริ่มต้นด้วย NADH และ FADH2 ขนส่งโปรตอนผ่านเซลล์ สร้าง ATP ผ่านชุดของปฏิกิริยา

ในตอนท้ายของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนจากโคเอ็นไซม์จะพบกับออกซิเจนที่เซลล์ใช้ไปและทำปฏิกิริยากับมันเพื่อสร้างน้ำ ด้วยวิธีนี้ น้ำจะถูกสร้างขึ้นเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาเมแทบอลิซึม หน้าที่หลักของการหายใจระดับเซลล์ไม่ใช่การสร้างน้ำนั้น แต่เพื่อให้เซลล์มีพลังงาน อย่างไรก็ตาม น้ำมีบทบาทสำคัญในชีวิตพืชและสัตว์ ดังนั้นการบริโภคน้ำจึงเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าที่จะอาศัยการหายใจระดับเซลล์เพื่อสร้างน้ำให้มากที่สุดเท่าที่ร่างกายต้องการ