Kvėpavimas (nuo lotynų respiracijos ) yra fiziologinis procesas, kurį sudaro dujų mainai su aplinka . Kvėpavimas susijęs su oro sugėrimu, dalimi jos medžiagų ir jį pašalinus po jo pakeitimo. Kita vertus, ląstelė yra pagrindinis gyvų organizmų vienetas, turintis savarankišką reprodukciją.

Šios apibrėžtys leidžia mums priartėti prie ląstelių kvėpavimo, biocheminių reakcijų, kurios vyksta daugelyje ląstelių, rinkinys . Procesas apima pirovinės rūgšties (pagamintos glikolizės būdu) skaidymą į anglies dioksidą ir vandenį kartu su adenozino trifosfato (ATP) molekulių gamyba .

Kitaip tariant, ląstelių kvėpavimas apima medžiagų apykaitos procesą, kuriuo ląstelės mažina deguonį ir gamina energiją bei vandenį. Šios reakcijos yra būtinos ląstelių mitybai .

Energijos išsiskyrimas vystosi kontroliuojant. Dalis šios energijos yra įtraukta į ATP molekules, kurios, taikant šį procesą, gali būti naudojamos endoterminiuose procesuose, tokiuose kaip anabolizmas (organizmo palaikymas ir vystymasis).

Ląstelių kvėpavimą galima suskirstyti į du tipus: aerobinį kvėpavimą ir anaerobinį kvėpavimą . Aerobiniame kvėpavime deguonis yra kaip elektronų, kurie išleidžia organines medžiagas, akceptorius. Kita vertus, anaerobinis kvėpavimas neturi deguonies, tačiau elektronų atkrytis į kitus akceptorius, kurie paprastai yra kitų organizmų metabolizmo šalutiniai produktai.

Svarbu atskirti anaerobinį kvėpavimą ir fermentaciją, kuri yra apdorotos molekulės vidinio redukcijos procesas.

Gliukolizė

Taip pat žinomas kaip gliukozės lizė arba skilimas, glikolizė atliekama per devynias gerai apibrėžtas reakcijas, kurios katalizuoja devynis skirtingus fermentus. Proceso pabaigoje iš kiekvienos gliukozės molekulės gaunamos dvi ATP molekulės (adenozino trifosfatas) ir dvi NADH (sumažinta NAD + forma, nikotinamido adenino dinukleotidas).

Žemiau pateikiami devyni glikolizės etapai:

1) Viskas prasideda nuo gliukozės aktyvinimo (gliukozė + ATP -> gliukozės 6-fosfatas + ADP). Gliukozės 6-fosfato ir ADP gamybos metu išsiskiriančios energijos procentinė dalis lieka ryšyje, kuris susieja gliukozės molekulę su fosfatu;

2) izomerazė katalizuoja reakciją, kuri pertvarko 6-fosfato gliukozę, todėl susidaro 6-fosfatas;

3) ATP suteikia fruktozės 6-fosfatui naują fosfatą, gaminantis fruktozę 1, 6-difosfatą (fruktozė su fosfatais pirmajame ir šeštajame nurodymuose). Šią reakciją reguliuoja fermentas fosfrukokinazė. Iki šiol dvi ATP molekulės buvo pakeistos ir nebuvo gauta energijos;

4) Fruktozės 1, 6-difosfato padalijimas į du 3 angliavandenių cukrus: dihidroksiacetono fosfatas ir gliceraldehido 3-fosfatas;

5) Gliuceraldehido 3-fosfato molekulių oksidavimas vyksta, ty vyksta vandenilio atomų pašalinimas ir nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD +) sumažėja iki NADH. Tai pirmoji reakcija, kuri atneša tam tikrą energijos atgavimą. Šiame etape gaminamas junginys yra fosfogliceratas, kuris, reaguojant su neorganiniu fosfatu, sukelia 1, 3-difosfogliceratą;

6) Fosfato reakcija su ADP sudaro ATP, po du gliukozės molekules, per energijos perdavimo procesą, vadinamą fosforilinimu;

7) likusio fosfato grupės fermentinis perdavimas vyksta nuo 3 iki 2 pozicijų;

8) Iš junginio 3 anglies pašalinama vandens molekulė, kuri koncentruoja energiją netoli fosfato grupės ir gamina fosfololpirų rūgštį (PEP);

9 Fosfinolio rūgšties rūgštis perduoda fosfato grupę į ADP molekulę ir taip sudaro piruvinės rūgštį ir ATP.