تنفس سلولی در انسان

تعریف

تنفس سلولی ، تنفس سلولی هوازی (از یونان باستان "aer" - هوا) نیز شناخته می شود ، در انسان تجزیه مواد مغذی مانند گلوکز یا اسیدهای چرب با مصرف اکسیژن (O2) برای تولید انرژی را توصیف می کند ، که برای تولید انرژی لازم است. زنده ماندن سلول ها. در طی این فرآیند مواد مغذی اکسید می شوند ، یعنی الکترون می دهند ، در حالی که اکسیژن کاهش می یابد ، به این معنی که الکترون را می گیرد. محصولات نهایی که از اکسیژن و مواد مغذی تشکیل می شوند دی اکسید کربن (CO2) و آب (H2O) هستند.

عملکرد و وظایف تنفس سلولی

تمام فرآیندهای موجود در بدن انسان به انرژی نیاز دارند. حرکت فیزیکی ، مغز عملکرد ، ضرب و شتم از قلب، تولید بزاق or مو و حتی هضم غذا به انرژی نیاز دارد. علاوه بر این ، بدن برای زنده ماندن به اکسیژن نیاز دارد.

در اینجا ، تنفس سلولی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با کمک این و اکسیژن گاز ، بدن قادر به سوزاندن مواد غنی از انرژی و تولید انرژی مورد نیاز است. اکسیژن به خودی ما انرژی تأمین نمی کند ، اما برای انجام فرآیندهای احتراق شیمیایی در بدن مورد نیاز است و بنابراین برای بقای ما ضروری است.

بدن انواع مختلفی از منابع انرژی را می شناسد:

• گلوکز (قند) منبع اصلی انرژی و ماده اصلی سازنده و همچنین محصول نهایی است که از همه غذاهای نشاسته ای جدا می شود
• اسیدهای چرب و گلیسیرین محصولات نهایی تجزیه چربی هستند و همچنین می توانند در تولید انرژی استفاده شوند
• آخرین گروه منابع انرژی ، اسیدهای آمینه هستند که محصول تقسیم پروتئین هستند. بعد از یک تغییر شکل خاص در بدن ، اینها همچنین می توانند در تنفس سلول و در نتیجه برای تولید انرژی استفاده شوند

منبع انرژی بیشتر مورد استفاده بدن انسان گلوکز است. زنجیره ای از واکنشها وجود دارد که با مصرف اکسیژن ، در نهایت منجر به تولید محصولات CO2 و H2O می شود.

این فرآیند شامل گلیکولیز ، یعنی تقسیم گلوکز و انتقال محصول است پیروات از طریق مرحله میانی استیل-CoA به چرخه سیترات (مترادف: چرخه اسید سیتریک یا همچنین سرطان چرخه) این چرخه همچنین شامل محصولات تجزیه مواد مغذی دیگر مانند اسیدهای آمینه یا اسیدهای چرب است. فرآیندی که در آن اسیدهای چرب "خرد" می شوند تا بتوانند به چرخه سیترات نیز سرازیر شوند ، بتا اکسیداسیون نامیده می شود.

چرخه سیترات نوعی منبع تأمین است که در آن می توان تمام منابع انرژی را به متابولیسم انرژی رساند. این چرخه در میتوکندری، "نیروگاههای انرژی" سلولهای انسانی. در تمام این فرایندها ، انرژی به صورت ATP تا حدی مصرف می شود ، اما قبلاً تولید شده است ، به عنوان مثال در گلیکولیز.

علاوه بر این ، سایر ذخیره های انرژی میانی (به عنوان مثال NADH ، FADH2) عمدتا ایجاد می شوند ، که فقط عملکرد خود را به عنوان ذخیره انرژی میانی در طول تولید انرژی انجام می دهند. این مولکولهای ذخیره سازی میانی سپس در آخرین مرحله تنفس سلول یعنی مرحله فسفوریلاسیون اکسیداتیو یا زنجیره تنفسی نیز نامیده می شوند. این گامی است که تاکنون همه فرایندها در تلاش بوده اند.

زنجیره تنفسی ، که همچنین در میتوکندری، دوباره از چندین مرحله تشکیل شده است که در آنها از مولکول های ذخیره سازی میانی غنی از انرژی برای تولید حامل انرژی همه منظوره ATP استفاده می شود. در مجموع ، تخریب یک مولکول گلوکز منجر به 32 مولکول ATP می شود. زنجیره تنفسی شامل مجموعه های مختلف پروتئینی است که در اینجا نقش بسیار جالبی دارند.

آنها به عنوان پمپ هایی عمل می كنند كه وقتی مولكول های ذخیره میانی مصرف می شوند ، پروتون ها (یون های H +) را به داخل حفره غشای دوگانه میتوكندری پمپ می كنند ، به طوری كه پروتون ها غلظت بالایی دارند. این باعث ایجاد یک شیب غلظت بین فضای بین غشایی و ماتریس میتوکندری می شود. با کمک این گرادیان ، در نهایت یک مولکول پروتئین تشکیل می شود که عملکرد آن مشابه نوعی توربین آب است. با استفاده از این شیب پروتون ها ، پروتئین یک مولکول ATP از یک ADP و یک گروه فسفات را سنتز می کند.