Aerobic åndedrett hos mennesker

Aerob respirasjon er en av de mest vanlige prosesser som finnes over et bredt spekter av biologisk liv. Den primære definisjon er at aerob respirasjon krever oksygen, mens anaerob respirasjon ikke. Mennesker har en kompleks aerob respirasjon prosess som krever oksygen for å mate cellene, den grunnleggende enhet av livet på Jorden.

Grunnenhetene of Life

Begrepet "celle" ble første gang brukt i 1665 av Robert Hooke. Siden den gang har celle revolusjonert vår forståelse av biologi. Når vi spiser, er vi egentlig mater cellen, som er en av de innsikter av celleteorien utviklet i 1839. På atomnivå, er livet hovedsakelig består av karbon. De fleste molekyler er viktige for liv er sammensatt av en karbon-ryggrad pluss oksygen og hydrogen. Fosfat og nitrogen er også noen ganger integral.

Begynnelsen av respirasjon

Når fordøyelsen er avsluttet, brukbar energi kommer inn i cellen i form av glukose, en enkel sukkerart (et karbohydrat) som vanligvis finnes i naturen. Under den metabolske prosess, glukose og oksygen danner hoved reaktantene. Biproduktene er karbondioksyd, vann og ATP-hovedenergibærer som benyttes i hele kroppen til å opprettholde dens grunnleggende funksjoner. Åndedrett begynner i cellens cytoplasma, som er væskefylt område mellom veggen lignende membran og den sentrale kjerne. Derfra prosess overføringene inn i mitokondrie, som er typen som kraftverket i de fleste komplekse celler. Prokaryote celler, som er enklere og har en tendens til å være endemiske til encellede organismer, har ikke en mitokondrie og er således anaerob.

glykolyse

I cytoplasma, gjennomgår glukose en serie av reaksjoner som kalles glykolyse. Dette krever en innledende investering på to ATP, som bryter glukose molekyl i to separate molekyler kalt PGAL. PGAL deretter gjennomgår en serie av reaksjoner som starter en jevn prosess for omleiring. Begge molekylene miste to elektroner og et hydrogenatom, som konverterer NAD + til NADH. Som molekylene gjennomgå ytterligere endringer, blir to ATPs produsert, og vann avgis. Sluttresultatet av glykolyse er to molekyler av pyruvat.

Krebs Cycle

Som åndedrett går inn i mitokondrie, er det to separate prosesser. Den første kalles Krebs syklus (også kjent som sitronsyresyklusen). Før syklusen begynner, blir de to pyruvat molekyler strippet for et karbonatom, noe som frigjør karbondioksid. Molekylene går inn i syklusen som acetyl-CoA og i stadig omleiring til å bli forskjellige molekyler. Til slutt, frembringer fremgangsmåten fire molekyler av karbondioksid, seks molekyler av NADH, to molekyler av FADH2, og to molekyler av ATP. Oksaloacetat, et molekyl med fire karbonatomer, er det endelige utfallet av pyruvat.

Electron Transfer Chain

Det siste trinnet er elektronoverføringskjeden. Elektroner og hydrogen tas fra NADH og FADH2 som dannes i Krebs syklus. Elektroner som overføres gjennom en serie av kjeder stimulere positive hydrogenioner (atomer med en elektrisk ladning) for å flytte frem og tilbake over mitokondrie membranen, som driver ATP syntese. Trettito ATP blir produsert. De resterende elektroner binde seg med oksygen for å produsere vann. Hvis oksygen ikke er tilstede, så elektroner blir sikkerhetskopiert, stoppe prosessen i sitt spor.