Hücresel solunum, karbonhidratlarda, yağlarda ve proteinlerde depolanan enerjiyi almak için kullanılan işlem hücreleridir. Glikoz ve diğer moleküller parçalanır ve serbest kalan enerji, hücrenin "enerji para birimi" olan adenozin trifosfat (ATP) olarak adlandırılan başka bir molekülü yapmak için kullanılır. Hücrelerimiz ATP'yi oksijen kullanmadan yapmak için fermantasyon kullanabilse de, hücresel solunum çok daha verimlidir - öyle ki insanlar ve diğer birçok hayvan oksijenden yoksun kalırsa hızlıca ölürler.
Hücresel Solunum Nasıl Çalışır
Hücresel solunum, glikoz molekülünün hücrenin sitoplazmasında bölündüğü glikoliz ile başlar. Bununla birlikte, hücresel solunumdaki en önemli adımlar, elektronların elektron taşıma zinciri adı verilen bir dizi membran gömülü protein boyunca geçtiği hücrenin enerji santralleri olan mitokondride gerçekleşir. Her bir protein, hidrojen iyonlarını mitokondrinin iç ve dış zarları arasındaki boşluğa pompalamak için bu transferden gelen enerjinin bir kısmını kullanır. Hidrojen iyonlarını bu alanda konsantre ederek mitkondri, ATP'yi yapmak için kullanabileceği bir gradyan yaratır, yokuş yukarı su pompalamak gibi, böylece bir türbini çalıştırabilir. Daha sonra ATP, hücrede enerji için diğer işlemlere uygun hale getirilir.
Oksijenin Rolü
Mitokondride elektron taşıma zincirinin sonunda, elektronlar oksijene (O2) bağlanır, hidrojen iyonları su oluşturmak için. Elektronları kabul etmek için O2 molekülleri olmadan, elektron taşıma zinciri işlev görmedi.
Fermantasyon
Hücresel solunum genellikle hücrelerin ATP yapmak için yukarıda açıklanan işlemi kullandığı aerobik solunum anlamına gelir. Bununla birlikte, oksijen mevcut değilse, hücrelerimiz, laktik asit fermantasyonu yoluyla sınırlı miktarda ATP yapabilir. Bu süreçte hücre, glikozu parçalamak için (aerobik solunumda olduğu gibi) glikoliz kullanır ve glikoz parçalandığında oluşan piruvat adı verilen bir şeker molekülüne elektronlar bağışlar. Bu reaksiyon laktik asit denilen bir yan ürünle sonuçlanır.
Fermantasyon - Aerobik Solunum
Aerobik solunum, laktik asit fermantasyonundan çok daha fazla ATP verir. Fermantasyonda piruvat, elektronları glikolizden alır; Diğer yandan aerobik solunumda, piruvat, mitokondride daha fazla ATP yapmak için daha da parçalanır. Sonuç olarak, aerobik solunum glikoz molekülü başına laktik asit fermentasyonundan 19 kat daha fazla ATP üretebilir.
Oksijen Neden Önemlidir?
Oksijen önemlidir; mitokondride taşıma zinciri. Bazen, bazı kas hücrelerinizde (genellikle ağır egzersizlerde) oksijen kullanılamaz; Bu gibi zamanlarda, kas hücreleri geçici olarak çok daha az enerji üreten laktik asit fermantasyonuna döneceklerdir.