Wir alle brauchen Energie, um zu funktionieren, und wir erhalten diese Energie aus den Lebensmitteln, die wir essen. Es ist unsere Aufgabe, die Nährstoffe zu extrahieren, die notwendig sind, um uns am Laufen zu halten, und sie dann in nutzbare Energie umzuwandeln Zellen. Dieser komplexe und dennoch effiziente Stoffwechselprozess wird genannt Zellatmungwandelt die aus Zucker, Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen gewonnene Energie in Adenosin um Triphosphat oder ATP, ein hochenergetisches Molekül, das Prozesse wie Muskelkontraktion und Nerven antreibt Impulse. Die Zellatmung erfolgt in beiden Fällen eukaryotische und prokaryotische Zellen, wobei die meisten Reaktionen in der Zytoplasma von Prokaryoten und in den Mitochondrien von Eukaryoten.
Es gibt drei Hauptstadien der Zellatmung: Glykolyse, Zitronensäurezyklus und Elektronentransport / oxidative Phosphorylierung.
Zuckerschub
Glykolyse bedeutet wörtlich "Zucker spalten" und es ist der 10-stufige Prozess, durch den Zucker zur Energiegewinnung freigesetzt werden. Glykolyse tritt auf, wenn Glukose und Sauerstoff den Zellen über den Blutkreislauf zugeführt werden, und findet im Zytoplasma der Zelle statt. Glykolyse kann auch ohne Sauerstoff erfolgen, ein Prozess, der als anaerobe Atmung bezeichnet wird, oder
Fermentation. Wenn die Glykolyse ohne Sauerstoff stattfindet, produzieren die Zellen kleine Mengen ATP. Bei der Fermentation entsteht auch Milchsäure, die sich ansammeln kann Muskelgewebe, verursacht Schmerzen und ein brennendes Gefühl.Kohlenhydrate, Proteine und Fette
Der Zitronensäurezyklus, auch bekannt als der Tricarbonsäurezyklus oder der Krebs Zyklusbeginnt, nachdem die beiden Moleküle der drei bei der Glykolyse erzeugten Kohlenstoffzucker in eine leicht unterschiedliche Verbindung (Acetyl-CoA) umgewandelt wurden. Es ist der Prozess, der es uns ermöglicht, die darin enthaltene Energie zu nutzen Kohlenhydrate, Proteine, und Fette. Obwohl der Zitronensäurezyklus Sauerstoff nicht direkt verwendet, funktioniert er nur, wenn Sauerstoff vorhanden ist. Dieser Zyklus findet in der Matrix der Zelle statt Mitochondrien. Durch eine Reihe von Zwischenschritten werden mehrere Verbindungen, die "energiereiche" Elektronen speichern können, zusammen mit zwei ATP-Molekülen hergestellt. Diese Verbindungen, bekannt als Nicotinamidadenindinukleotid (NAD) und Flavinadenindinukleotid (FAD), werden dabei reduziert. Die reduzierten Formen (NADH und FADH2) tragen die "energiereichen" Elektronen zur nächsten Stufe.
An Bord des Elektronentransportzuges
Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung sind der dritte und letzte Schritt in der aeroben Zellatmung. Das Elektronentransportkette ist eine Reihe von Protein Komplexe und Elektronenträgermoleküle in der Mitochondrienmembran in eukaryotischen Zellen. Durch eine Reihe von Reaktionen werden die im Zitronensäurezyklus erzeugten "hochenergetischen" Elektronen an Sauerstoff weitergeleitet. Dabei wird ein chemischer und elektrischer Gradient über die innere Mitochondrienmembran gebildet, wenn Wasserstoffionen aus der Mitochondrienmatrix in den inneren Membranraum gepumpt werden. ATP wird letztendlich durch oxidative Phosphorylierung hergestellt - der Prozess, durch den Enzyme in der Zelle Nährstoffe oxidieren. Die Protein-ATP-Synthase nutzt die von der Elektronentransportkette erzeugte Energie für die Phosphorylierung (Hinzufügen einer Phosphatgruppe zu einem Molekül) von ADP zu ATP. Die meiste ATP-Erzeugung findet während der Elektronentransportkette und der oxidativen Phosphorylierungsphase der Zellatmung statt.