Kakšen je pomen aerobnega in anaerobnega dihanja?

Aerobno dihanje je proces, pri katerem se glukoza, vrsta sladkorja, razgradi v prisotnosti kisika, da se sprosti energija v obliki ATP (adenozin trifosfata), ogljikovega dioksida in vode. Je najučinkovitejša oblika dihanja in se pojavlja v mitohondrijih evkariontskih celic. Tu je kratka razlaga postopka:

1. Glikoliza: Glukoza vstopi v celico in je podvržena glikolizi, ki je prva stopnja dihanja. Med glikolizo se glukoza razgradi na manjše molekule, vključno z dvema molekulama piruvata.

2. Reakcija povezave (reakcija prehoda): Piruvat, ki nastane med glikolizo, vstopi v mitohondrije. Tu je podvržen vrsti reakcij, znanih kot povezovalna reakcija ali prehodna reakcija. Piruvat se pretvori v molekulo, imenovano acetil CoA, ki vstopi v cikel citronske kisline (Krebsov cikel).

3. Cikel citronske kisline (Krebsov cikel): Acetil CoA se združi z oksaloacetatom, da sproži cikel citronske kisline, vrsto kemičnih reakcij, ki potekajo v mitohondrijih. Skozi niz zapletenih korakov cikel ustvarja energijsko bogate molekule, kot so ATP, NADH in FADH2.

4. Elektronska transportna veriga: Molekule NADH in FADH2, ki nastanejo v ciklu citronske kisline, prenašajo visokoenergijske elektrone. Ti elektroni se prenašajo vzdolž transportne verige elektronov, niza proteinskih kompleksov, ki se nahajajo v notranji mitohondrijski membrani. Ko se elektroni premikajo skozi verigo, se njihova energija porabi za črpanje vodikovih ionov (H+) čez membrano, kar ustvarja protonski gradient.

5. Oksidativna fosforilacija: Protonski gradient, ustvarjen v prejšnjem koraku, ustvari tok vodikovih ionov nazaj v mitohondrijski matriks prek ATP sintaze, membransko vezanega encima. Ta tok protonov poganja sintezo ATP iz ADP (adenozin difosfata).

Anaerobno dihanje:

Anaerobno dihanje je oblika dihanja, ki se pojavi v odsotnosti kisika ali ko je kisik omejen. V primerjavi z aerobnim dihanjem je manj učinkovito in povzroči nepopolno razgradnjo glukoze. Anaerobno dihanje ima dve primarni obliki:

1. Mlečnokislinska fermentacija: V nekaterih celicah, kot so mišične celice, ko je kisika malo, se glukoza razgradi v mlečno kislino s postopkom, imenovanim mlečnokislinska fermentacija. Med intenzivno vadbo, ko mišice ne morejo prejeti dovolj kisika, pride do anaerobnega dihanja, kar povzroči kopičenje mlečne kisline. To lahko povzroči mišično utrujenost in bolečino.

2. Alkoholna fermentacija: Pri nekaterih mikroorganizmih, kot so kvasovke, pride do anaerobnega dihanja z alkoholno fermentacijo. Med alkoholno fermentacijo se glukoza razgradi na etilni alkohol (etanol) in ogljikov dioksid. Ta postopek se pogosto uporablja pri proizvodnji alkoholnih pijač in izdelavi kruha, kjer kvas pretvori sladkor v testu v etanol in ogljikov dioksid.

Če povzamemo, je aerobno dihanje učinkovit proces razgradnje glukoze v prisotnosti kisika, da nastanejo ATP, ogljikov dioksid in voda, medtem ko se anaerobno dihanje pojavi brez kisika in povzroči nepopolno razgradnjo glukoze, pri čemer nastanejo različni končni produkti, kot je mlečna kislina. kislino ali alkohol.