Definisjon
Cellular respiration, også kjent som aerob (fra gammelgresk "aer" - luft) cellulær respirasjon, beskriver mennesker nedbrytningen av næringsstoffer som glukose eller fettsyrer med forbruk av oksygen (O2) til energiproduksjon, noe som er nødvendig for overlevelse av cellene. I løpet av denne prosessen oksyderes næringsstoffene, dvs. de avgir elektroner, mens oksygen reduseres, noe som betyr at det tar opp elektroner. Sluttproduktene som dannes av oksygen og næringsstoffer er karbondioksid (CO2) og vann (H2O).
Funksjon og oppgaver for mobil respirasjon
Alle prosesser i menneskekroppen krever energi. Fysisk bevegelse, hjerne funksjon, slå av hjerte, produksjonen av spytt or hår og til og med fordøyelse krever energi for å finne sted. I tillegg trenger kroppen oksygen for å overleve.
Her er mobil respirasjon av særlig betydning. Ved hjelp av dette og gassens oksygen er kroppen i stand til å forbrenne energirike stoffer og produsere den energien den trenger. Oksygen i seg selv gir oss ikke energi, men det er nødvendig for å utføre de kjemiske forbrenningsprosessene i kroppen og er derfor viktig for vår overlevelse.
Kroppen kjenner til mange forskjellige typer energikilder:
- Glukose (sukker) er den viktigste energikilden og den grunnleggende byggesteinen, samt sluttproduktet delt fra all stivelsesholdig mat
- Fettsyrer og glyserin er sluttproduktene av fettspalting og kan også brukes i energiproduksjon
- Den siste gruppen energikilder er aminosyrene, som er et produkt av proteinsplitting. Etter en viss transformasjon i kroppen kan disse også brukes i celleånding og dermed til energiproduksjon
Energikilden som brukes mest av menneskekroppen er glukose. Det er en kjede av reaksjoner som, med forbruk av oksygen, til slutt fører til produktene CO2 og H2O.
Denne prosessen inkluderer glykolyse, dvs. spaltning av glukose og overføring av produktet pyruvat via mellomtrinnet av acetyl-CoA inn i sitratsyklusen (synonym: sitronsyresyklus eller også kreft syklus). Denne syklusen inkluderer også spaltingsprodukter av andre næringsstoffer som aminosyrer eller fettsyrer. Prosessen der fettsyrene "knuses" slik at de også kan strømme inn i sitratsyklusen kalles beta-oksidasjon.
Sitratsyklusen er altså et slags tilførselspunkt der alle energikilder kan tilføres energimetabolismen. Syklusen finner sted i mitokondrier, "energikraftstasjonene" til menneskelige celler. Under alle disse prosessene forbrukes energi i form av ATP, men er allerede produsert, slik det er for eksempel i glykolyse.
I tillegg er det hovedsakelig opprettet andre mellomstore energilagre (f.eks. NADH, FADH2), som bare oppfyller sin funksjon som mellomliggende energilagre under energiproduksjon. Disse mellomlagringsmolekylene flyter deretter inn i det siste trinnet i celleånding, nemlig trinnet med oksidativ fosforylering eller også kalt respirasjonskjede. Dette er trinnet som alle prosesser har arbeidet mot så langt.
Åndedrettskjeden, som også foregår i mitokondrier, består igjen av flere trinn, der de energirike mellomlagringsmolekylene brukes til å produsere den allsidige energibæreren ATP. Totalt resulterer nedbrytningen av ett glukosemolekyl i totalt 32 ATP-molekyler. Åndedrettskjeden inneholder forskjellige proteinkomplekser, som spiller en veldig interessant rolle her.
De fungerer som pumper som, når mellomlagringsmolekylene forbrukes, pumper protoner (H + -ioner) inn i hulrommet i den mitokondrielle dobbeltmembranen, slik at det er en høy konsentrasjon av protoner. Dette forårsaker en konsentrasjonsgradient mellom intermembranrommet og mitokondriell matrise. Ved hjelp av denne gradienten dannes det til slutt et proteinmolekyl som fungerer på samme måte som en slags vannturbin. Drevet av denne gradienten av protoner, syntetiserer proteinet et ATP-molekyl fra en ADP og en fosfatgruppe.
Alle artiklene i denne serien:
