Sisältö
- Polttoaine energiaa varten
- Fermentoinnin ja soluhengityksen vertailu
- Energia soluhengityksestä
- Energia käymisprosessista
Kaikki elämä tarvitsee energiaa elintoimintojen suorittamiseksi. Jopa istuminen ja lukeminen vie energiaa. Kasvu, ruuansulatus, liikkuminen: kaikki vaativat energiaa. Maratonin juokseminen vie paljon energiaa. Joten mistä kaikki tuo energia tulee?
Polttoaine energiaa varten
Elämätoimintojen suorittamiseen tarvittava energia tulee sokerin hajoamisesta. Fotosynteesi käyttää aurinkoenergiaa yhdistämään hiilidioksidin ja veden glukoosiksi (sokeriksi), jolloin happea on jätettä. Kasvit tallentavat tämän glukoosin sokerina tai tärkkelyksenä. Eläimet, sienet, bakteerit ja - joskus - muut kasvit - syöttävät nämä kasvivarat hajottamalla tärkkelystä tai sokeria varastoidun energian vapauttamiseksi.
Fermentoinnin ja soluhengityksen vertailu
Käyminen ja soluhengitys eroavat yhdestä kriittisestä tekijästä: hapesta. Soluhengitys käyttää happea kemiallisessa reaktiossa, joka vapauttaa energiaa ruoasta. Käyminen tapahtuu anaerobisessa tai happea tyhjentävässä ympäristössä. Koska käyminen ei käytä happea, sokerimolekyyli ei hajoa kokonaan ja vapauttaa siten vähemmän energiaa. Fermentointiprosessi soluissa vapauttaa noin kaksi energiayksikköä, kun taas solujen hengitys vapauttaa yhteensä noin 38 energiayksikköä.
Energia soluhengityksestä
Soluhengityksessä happi yhdistyy sokerien kanssa vapauttaen energiaa. Tämä prosessi alkaa sytoplasmasta ja päättyy mitokondrioihin. Sytoplasmassa yksi sokeri hajoaa kahdeksi pyruvichapon molekyyliksi vapauttaen kaksi energiayksikköä adenosiinitrifosfaattia tai ATP: tä. Kaksi pyruvihappomolekyyliä siirtyvät mitokondrioihin, joissa kukin molekyyli muunnetaan molekyyliksi, jonka nimi on asetyyli-CoA. Asetyyli-CoA: n vetyatomit poistetaan hapen läsnä ollessa, vapauttamalla elektroni joka kerta, kunnes vetyä ei jää. Tässä vaiheessa asetyyli-CoA on hajotettu, ja jäljelle jää vain hiilidioksidi ja vesi. Tämä prosessi vapauttaa neljä ATP-energiayksikköä. Nyt elektronit ohittavat elektronin kuljetusketjun, lopulta vapauttaen noin 32 ATP-yksikköä. Joten soluhengitysprosessi vapauttaa noin 38 ATP-energiayksikköä jokaisesta glukoosimolekyylistä.
Energia käymisprosessista
Entä jos solulla ei ole tarpeeksi happea solujen hengittämiseen? Ilmaus "tunne palamista" johtuu tästä anaerobisesta reitistä. Jos solujen happipitoisuus on liian alhainen solujen hengittämistä varten, yleensä koska keuhkot eivät voi pysyä solujen hapntarpeen kanssa, tapahtuu fermentointi solujen hengityksessä. Tässä tapauksessa sokerimolekyyli hajoaa vain solujen sytoplasmassa vapauttaen noin kaksi ATP-energiayksikköä. Hajoamisprosessi ei jatka mitokondrioissa. Tämä glukoosin osittainen hajoaminen vapauttaa hiukan energiaa, jotta solu voi toimia edelleen, mutta epätäydellinen reaktio tuottaa maitohappoa, joka kerääntyy soluun. Tämä maitohappokäyminen aiheuttaa polttavan tunteen, kun lihakset eivät saa tarpeeksi happea solujen hengitykseen.