Ląstelinis kvėpavimas

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigacija, paiešką
 Broom icon.svg  Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus.
Jei galite, sutvarkykite.

Ląstelinis kvėpavimas – procesas, su kuriuo mūsų organizmas susiduria kiekvieną sekundę. Būtent šiame procese svarbiausias vaidmuo tenka ląstelės organoidui – mitochondrijai, vykdančiai energijos (ATP) sintezę, kuri gyvybiškai svarbi kiekvienam organizme vykstančiam procesui. Keliaujant, atliekant fizinius pratimus, miegant ar sėdint raumenys susitraukinėja ATP molekulių dėka. ATP molekulės susidaro aerobinio kvėpavimo metu. Šiam kvėpavimui reikalingas gliukozės ir deguonies molekulėmis ląsteles aprūpina kraujotakos sistema. Ji pašalina ir galutinius produktus – vandenį bei anglies dioksidą. Gliukozė į kraują patenka iš virškinamojo trakto, o dujų apykaita vyksta plaučiuose. Atliekant fizinius pratimus kvėpuojama tankiau, todėl į kraują patenka daugiau deguonies, o iš jo pašalinama daugiau anglies dioksido, nei kvėpuojant įprastu ritmu.

Aerobinis kvėpavimas – cheminių reakcijų grandinė. Yra keturi aerobinio proceso etapai: glikolizė, pereinamoji reakcija, Krebso ciklas ir elektronų pernašos grandinė. Kiekvienai reakcijai reikalingas specifinis fermentas. Iš gliukozei skylant susidarančių produktų daug energijos turintys elektronai patenka į savo pernašos sistemą mitochondrijų kristose. Elektronams judant nuo vieno nešiklio prie kito, išsiskiria energija, kuri naudojama ATP molekulių gamybai. Galutinis energiją atidavusių elektronų akceptorius yra deguonis, kuris redukuojamas iki vandens. Viena cheminės energijos forma (gliukozė) negali virsti kita (ATP molekulėmis) be jokių energijos nuostolių – dalis energijos išsiskiria kaip šiluma. Susidarant ATP visada išsiskiria šiluma. Atliekant fizinius pratimus reikia gana daug ATP, tad šių molekulių gamybos metu išsiskiria daug šilumos. Dėl to kūno temperatūra kyla ir pradedama prakaituoti. Ląstelinis kvėpavimas – labai plati tema, apimanti daugelį organizmų. Šis darbas – bandymas susipažinti su augaluose ir žmonių raumenyse vykstančiais procesais.

Ląstelinio kvėpavimo lygtis:

Angliavandeniai + deguonis -> anglies dioksidas + vanduo + energija

  1. Glikolizė

Tai gliukozės skaidymo reakcija vykstanti ląstelės citoplazmoje. Pirmiausia iš šešių anglies atomų sudaryta gliukozės molekulė suskaidoma į dvi piruvato (pirovynuogių rūgšties) molekules. Šio proceso metu susidaro 2 ATP molekulės. Šiame procese deguonies nesunaudojama.

  1. Pereinamoji reakcija

Ši reakcija jungia glikolizę su Krebso ciklu – kitu aerobinio kvėpavimo etapu. Piruvo rūgšties molekulės patenka į mitochondriją. Esant deguoniui vyksta trys procesai: 1. Piruvo rūgšties molekulės dekarboksilinamos (atskiriama anglies dioksido molekulė). 2. Piruvatas (piruvo rūgštis) dehidrinamas (atskiriamas vandenilis). 3. Gautas acetatas (2C) jungiasi su kofermentu A ir susidaro dviejų anglies molekulių acetilkofermentas A. Jis patenka į Krebso ciklą.

  1. Krebso ciklas

Šią reakcijų grandinę 1937 m. atrado seras Hansas Krebsas, todėl ji vadinama Krebso ciklu. Krebso ciklas – tai mitochondrijų matrikse ratu vykstančių reakcijų visuma. Fermentai, esantys mitochondrijų viduje, toliau skaido piruvatą. Šio ciklo metu iš vienos gliukozės molekulės susidaro po 2 ATP ir 4 CO2 molekules.

  1. Elektronų pernašos sistema

Reakcijos vyksta mitochondrijų kristose. Fermentų, esančių kristose, dėka energija išskiriama nedidelėmis porcijomis, palaipsniui, ir yra naudojama ATP sintezei. Šio etapo metu yra naudojamos deguonies molekulės ir susidaro H2O ir 34 ATP molekulės.