Respirația celulară la om

Definiție

Respirația celulară, cunoscută și sub denumirea de respirație celulară aerobă (din greaca veche „aer” - aer), descrie la om defalcarea nutrienților precum glucoza sau acizii grași cu consumul de oxigen (O2) pentru producerea de energie, care este necesar pentru supraviețuirea celulelor. În timpul acestui proces, substanțele nutritive sunt oxidate, adică degajă electroni, în timp ce oxigenul este redus, ceea ce înseamnă că preia electroni. Produsele finale care se formează din oxigen și nutrienți sunt dioxidul de carbon (CO2) și apa (H2O).

Funcția și sarcinile respirației celulare

Toate procesele din corpul uman necesită energie. Mișcarea fizică, creier funcția, bătăile inimă, producția de salivă or păr și chiar și digestia necesită energie pentru a avea loc. În plus, corpul are nevoie de oxigen pentru a supraviețui.

Aici, respirația celulară are o importanță deosebită. Cu ajutorul acestuia și a oxigenului gazos, corpul este capabil să ardă substanțe bogate în energie și să producă energia de care are nevoie. Oxigenul în sine nu ne furnizează energie, dar este necesar pentru a efectua procesele de ardere chimică în organism și, prin urmare, este esențial pentru supraviețuirea noastră.

Corpul cunoaște multe tipuri diferite de surse de energie:

• Glucoza (zahărul) este principala sursă de energie și elementul de bază, precum și produsul final despărțit de toate alimentele cu amidon
• Acizii grași și glicerina sunt produsele finale ale scindării grăsimilor și pot fi, de asemenea, utilizate în producția de energie
• Ultimul grup de surse de energie sunt aminoacizii, care sunt produsul divizării proteinelor. După o anumită transformare în organism, acestea pot fi utilizate și în respirația celulară și astfel pentru producerea de energie

Sursa de energie cea mai utilizată de corpul uman este glucoza. Există un lanț de reacții care, odată cu consumul de oxigen, duc în cele din urmă la produsele CO2 și H2O.

Acest proces include glicoliza, adică scindarea glucozei și transferul produsului piruvat prin etapa intermediară a acetil-CoA în ciclul citratului (sinonim: ciclul acidului citric sau, de asemenea cancer ciclu). Acest ciclu include, de asemenea, produsele de scindare ale altor nutrienți, cum ar fi aminoacizii sau acizii grași. Procesul în care acizii grași sunt „zdrobiți” astfel încât să poată curge și în ciclul citratului se numește beta-oxidare.

Ciclul citratului este astfel un fel de punct de alimentare în care toate sursele de energie pot fi furnizate metabolismului energetic. Ciclul are loc în mitocondriile, „centralele energetice” ale celulelor umane. În timpul tuturor acestor procese, energia sub formă de ATP este consumată parțial, dar deja produsă, așa cum este cazul în glicoliză, de exemplu.

În plus, sunt create în mod predominant alte depozite intermediare de energie (de exemplu, NADH, FADH2), care își îndeplinesc funcția doar de depozite intermediare de energie în timpul producției de energie. Aceste molecule intermediare de stocare curg apoi în ultima etapă a respirației celulare, și anume etapa fosforilării oxidative sau numită și lanț respirator. Acesta este pasul către care au lucrat toate procesele până acum.

Lanțul respirator, care are loc și în mitocondriile, constă din nou în mai mulți pași, în care moleculele de stocare intermediare bogate în energie sunt utilizate pentru a produce purtătorul de energie ATP universal. În total, degradarea unei molecule de glucoză are ca rezultat un total de 32 de molecule de ATP. Lanțul respirator conține diferiți complecși proteici, care joacă un rol foarte interesant aici.

Acestea funcționează ca pompe care, atunci când moleculele de stocare intermediare sunt consumate, pompează protoni (ioni H +) în cavitatea membranei duble mitocondriale, astfel încât există o concentrație mare de protoni. Acest lucru determină un gradient de concentrație între spațiul intermembranar și matricea mitocondrială. Cu ajutorul acestui gradient, se formează în cele din urmă o moleculă proteică, care funcționează similar cu un fel de turbină cu apă. Condusă de acest gradient de protoni, proteina sintetizează o moleculă de ATP dintr-un grup ADP și fosfat.