Mindannyiunknak energiára van szüksége a működéshez, és ezt az energiát az ételeinkből nyerjük. Az, hogy kivonjuk azokat a tápanyagokat, amelyekre szükségünk van a továbblépéshez, majd azután felhasználható energiává alakítjuk őket, a mi feladatunk sejteket. Ez az összetett, mégis hatékony anyagcsere folyamat, az úgynevezett sejtlégzésátalakítja a cukrokból, szénhidrátokból, zsírokból és fehérjékből származó energiát adenozinná trifoszfát, vagy ATP, egy nagy energiájú molekula, amely olyan folyamatokat hajt végre, mint az izmok összehúzódása és az ideg impulzusokat. A sejtek légzése mindkettőben előfordul eukarióta és prokarióta sejtek, a legtöbb reakció a citoplazma prokarióták és az eukarióták mitokondriumaiban.
A sejtek légzésének három fő szakasza van: a glikolízis, a citromsav-ciklus és az elektronszállítás / oxidatív foszforiláció.
Sugar Rush
glikolízis a szó szoros értelmében "cukrok felosztását" jelenti, és ez a 10 lépésből álló folyamat, amely során a cukrok energiává válnak. A glikolízis akkor fordul elő, ha glükózt és oxigént juttat a sejtekhez a véráram, és ez történik a sejt citoplazmájában. A glikolízis oxigén nélkül is előfordulhat, ezt az eljárást anaerob légzésnek nevezik, vagy
erjesztés. Amikor a glikolízis oxigén nélkül történik, a sejtek kis mennyiségű ATP-t termelnek. A fermentáció során tejsavat is termelnek, amely felhalmozódhat benne izomszövetfájdalmat és égő érzést okoz.Szénhidrátok, fehérjék és zsírok
A citromsav-ciklus, más néven trikarbonsav-ciklus vagy Krebs ciklus, akkor kezdődik, amikor a három glikolízis során előállított széncukor két molekulája kissé eltérő vegyületté alakul (acetil-CoA). Ez a folyamat teszi lehetővé a benne található energia felhasználását szénhidrátok, fehérjékés zsírok. Bár a citromsav-ciklus közvetlenül nem használja az oxigént, csak akkor működik, ha oxigén van jelen. Ez a ciklus a cella mátrixában zajlik mitokondriumok. A közbenső lépések sorozatán keresztül több olyan vegyület képződik, amely képes "nagy energiájú" elektronok tárolására, két ATP-molekulával együtt. Ezek a vegyületek, nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD) és flavin-adenin-dinukleotid (FAD) néven redukálódnak a folyamatban. A redukált formák (NADH és FADH2) vigye a "nagy energiájú" elektronokat a következő szakaszba.
Az elektronszállító vonat fedélzetén
Az elektronszállítás és az oxidatív foszforiláció az aerob celluláris légzés harmadik és utolsó lépése. Az elektronszállító lánc egy sorozat fehérje komplexek és elektronhordozó molekulák, amelyeket az eukarióta sejtek mitokondriális membránjában találnak. Egy sor reakción keresztül a citromsav ciklusban generált "nagy energiájú" elektronok oxigénbe jutnak. A folyamat során kémiai és elektromos gradienst képeznek a belső mitokondriális membránon, miközben a hidrogénionokat a mitokondriumi mátrixból a belső membrán térbe pumpálják. Az ATP végső soron oxidatív foszforilezéssel termelődik - az az eljárás, amellyel a sejtben lévő enzimek oxidálják a tápanyagokat. Az ATP fehérje szintáz felhasználja az elektronszállító lánc által termelt energiát a foszforiláció (foszfátcsoport hozzáadása egy molekulához) az ADP-től az ATP-ig. A legtöbb ATP-képződés a sejtek légzésének elektronszállító láncában és oxidatív foszforilációs szakaszában fordul elő.