Proces dýchania alebo všeobecne známy ako dýchanie je pre živé veci veľmi dôležitý, najmä aby si dokázal udržať svoje prežitie, pričom jedným z nich je schopnosť získavať energiu. V procese výroby energie sa dýchanie delí na 2 formy: aeróbne dýchanie a anaeróbne dýchanie. Hlavným rozdielom medzi týmito dvoma látkami je ich závislosť od kyslíka. Aeróbne dýchanie je proces dýchania, ktorý vyžaduje kyslík, zatiaľ čo anaeróbne dýchanie nevyžaduje kyslík. Energia vyrobená z tohto procesu nám pomôže pri každodenných činnostiach.
Pri tejto príležitosti budeme diskutovať ďalej o aeróbnom dýchaní, počnúc porozumením až po jeho fázy.
Aeróbne dýchanie
Trochu o dýchaní, dýchanie je proces redukcie, oxidácie a rozkladu, bez ohľadu na to, či môže používať kyslík alebo nie, ktorý premení komplexné organické zlúčeniny na jednoduchšie zlúčeniny a je tiež sprevádzaný procesom uvoľňovania určitého množstva energie do formy ATP (adenozíntrifosfát). . Forma energie generovanej týmto procesom pochádza z chemickej potenciálnej energie vo forme chemických väzieb.
Medzitým môžeme aeróbne dýchanie interpretovať ako reakciu na rozklad zlúčenín glukózy, ktoré si vyžadujú pomoc kyslíka. Kyslík má tu úlohu v zachytávať elektróny, ktoré potom reagujú s iónmi vodíka a produkujú vody (H 2 O). Táto udalosť sa uskutoční v našich telách, na dvoch miestach, a to v cytoplazme (prebieha glykolýza)
Zdroj obrázku: genome.gov
a mitochondrie (progresia oxidačnej dekarboxylácie, krebsov cyklus a transport elektrónov).
Zdroj obrázkov: tribunnewswiki.com
Fázy aeróbneho dýchania
Potom, čo sme vedeli, čo je aeróbne dýchanie, je čas, aby sme vedeli, ako tento proces dýchania funguje a aké výsledky dosiahneme. Na začiatok sa pozrime na príklad reakcie na aeróbne dýchanie, ktorý vyzerá takto:
C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 -> 6 CO 2 + 6 H 2 O + energia (38 ATP)
Viac podrobností nájdete v nasledujúcej tabuľke:
| Etapy | Vstup | Výrobok |
| Glykolýza (cytoplazma) | Glukóza | 2 kyselina pyrohroznová, 2 NADH, 2 ATP |
| Oxidačná dekarboxylácia (mitochondriálna matrica) | 2 Kyselina pyrohroznová | 2 acetyl Co-A, 2 CO 2 , 2 NADH |
| Krebsov cyklus (mitochondriálna matica) | 2 Acetyl Co-A | 4 CO 2 , 6 NADH, 2 FADH 2 , 2 ATP |
| Transport elektrónov (vnútorná mitochondriálna membrána) | 10 NADH, 2 FADH 2 | 34 ATP, 6 H 2 O |
Glykolýza
V tomto procese sa glukóza (6 atómov uhlíka) rozkladá na kyselinu pyrohroznovú (3 atómy uhlíka). Tento proces prebieha v cytoplazme dvoma spôsobmi: Endergonic (vyžaduje ATP) a Exergonic (produkuje ATP). V tomto štádiu sa vyrobia 2 ATP, 2 kyselina pyrohroznová a 2 NADH. Výsledná kyselina pyrohroznová sa použije ako prísada do nasledujúceho procesu, a to oxidačnej dekarboxylácie.
Oxidačná dekarboxylácia
Oxidačnú dekarboxyláciu možno tiež označiť ako prechodnú reakciu, pretože oxidačná dekarboxylácia je reakcia pred vstupom do ďalšieho stupňa, konkrétne do Krebsovho cyklu. Proces oxidačnej dekarboxylácie je v mitochondriách, presne v mitochondriálnej matrici. V procese oxidačnej dekarboxylácie sa 1 kyselina pyrohroznová mení na 1 acetyl-Co-A.
V štádiu glykolýzy bude množstvo jednej glukózovej zlúčeniny produkovať 2 kyselinu pyrohroznovú, v dôsledku čoho sa vytvoria aj 2 acetyl-Co-A, tento proces tiež vyžaduje koenzým-A, ktorý bude produkovať 2 NADH z NAD +.
2 molekuly acetyl Co-A prejdú do ďalšej fázy, konkrétne do Krebsovho cyklu.
Krebsov cyklus
Tento cyklus sa tiež často označuje ako cyklus kyseliny citrónovej, pretože v tomto štádiu sa východisková zlúčenina vyrába vo forme kyseliny citrónovej. Miesto, kde prebiehajú fázy Krebsovho cyklu, je v mitochondriálnej matici.
Výsledkom Krebsovho cyklu je zlúčenina, ktorá slúži ako kostra poskytovateľa uhlíka pre syntézu ďalších zlúčenín, 3 NADH, 1 FADH 2 , a 1 ATP pre každú jednotlivú kyselinou pyrohroznovú.
Od predchádzajúcej vstup bol ako substrát 2 acetyl Co-A pre každú molekulu zlúčenín glukózy, výsledky získané z Krebsovho cyklu v tomto procese sú respiračné 2 ATP, NADH 6 a 2 FADH 2 .
Ešte jedna zlúčenina, ktorá sa vytvorí v tomto procese je CO 2 , jeden pochádza z procesu vytvárania NADH z NAD +, ktorý produkuje 2 ks CO 2 , pretože 2 acetyl Co-A sa používa, 4 CO 2 sa vytvorí .
Môžeme konštatovať, že výsledkom procesu podľa Krebsovho cyklu sú 2 ATP, 4 CO 2 , 6 NADH a 2 FADH 2 . Ďalším procesom je transport elektrónov, ktorý prevedie zlúčeniny NADH a FADH 2 vyrobené v predchádzajúcom stupni na ATP, aby ich mohlo telo využiť.
Transport elektrónov
Elektrónový transport alebo oxidačná fosforylácia je štádium, v ktorom sa NADH a FADH 2 premieňajú na energiu vo forme ATP, aby ich mohol organizmus využiť. Miesto, kde prebieha štádium transportu elektrónov, je v mitochondriách, presne vo vnútornej membráne (cristae) mitochondrií.
Pre každú 1 molekulu NADH vyprodukuje 3 ATP a každá 1 molekula FADH 2 vyprodukuje 2 ATP. Aké je potom celkové množstvo vygenerovaného ATP? Aby sme mohli odpovedať na túto otázku, spočítajme spolu:
Množstvo NADH vygenerovaného z predchádzajúcich etáp je:
| Proces | Počet NADH |
| Glykolýza | 2 NADH |
| Oxidačná dekarboxylácia | 2 NADH |
| Krebsov cyklus | 6 NADH |
Z predchádzajúceho procesu dostaneme 10 NADH, pretože 1 molekula NADH produkuje 3 ATP, potom celkový získaný ATP je:
10 NADH x 3 ATP = 30 ATP
Medzitým množstvo FADH 2, ktoré dostaneme z krebsovho cyklu, sú 2 molekuly FADH 2. Ak 1 molekula FADH 2 vyprodukuje 2 ATP, potom celkový ATP, ktorý dostaneme z FADH 2, je 4 ATP.
Ak k tomu pridáme 4 ATP, ktoré získame z procesu glykolizácie a z Krebsovho cyklu, potom celkový ATP vyprodukovaný v procese aeróbneho dýchania je:
2 ATP + 2 ATP + 30 ATP + 4 ATP = 38 ATP
V procese glykolýzy však existuje proces pohybu z cytoplazmy do nasledujúceho procesu, a to transport elektrónov, ktorý sa vyskytuje v mitochondriách. Tento proces prenosu bude vyžadovať 2 energie ATP. Čistá produkovaná ATP je teda 36 ATP.
Záver
Zo 4 procesov, ktoré prechádzajú aeróbnym dýchaním, dostaneme výsledok alebo vzorec v podobe:
C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 -> 6 CO 2 + 6 H 2 O + energia (38 ATP)
Avšak 2 ATP sa použijú na proces prechodu z cytoplazmy do mitochondrií, takže konečný výsledok ATP je 36 ATP, ktoré môžu naše telá využívať ako zdroj energie pre každodenné činnosti. Celý proces aeróbneho dýchania prebieha v našich telách, presnejšie v našich bunkách, a to v cytoplazme (prebieha glykolýza) a mitochondriách (prebieha oxidačná dekarboxylácia, krebsov cyklus a transport elektrónov). Ktorý prevádza glukózu ako zdroj energie pre ľudské telo.
To je všetko o aeróbnom dýchaní, ktoré by ste mali vedieť. Máte k tomu nejaké otázky? Prosím, napíšte svoju otázku do stĺpca komentárov a nezabudnite sa o tieto poznatky podeliť!