Процесът на дишане или известен като дишането е много важен за живите същества, особено за да може да поддържа оцеляването си, едно от които е да може да получава енергия. В процеса на производство на енергия дишането се разделя на 2 форми: аеробно дишане и анаеробно дишане. Основната разлика между двете е тяхната зависимост от кислорода. Аеробно дишане е процес на дишане, който междувременно изисква кислород Анаеробно дишане не се нуждае от кислород. Енергията, генерирана от този процес, ще ни помогне в ежедневните ни дейности.
По този повод ще обсъдим по-нататък за аеробното дишане, започвайки от разбирането, до неговите етапи.
Аеробно дишане
Малко за дишането, дишането е процес на редукция, окисляване и разлагане, независимо дали може да използва кислород или не, което ще превърне сложните органични съединения в по-прости съединения, а също така е придружено от процеса на освобождаване на определено количество енергия в формата на АТФ (аденозин три фосфат). Формата на енергия, генерирана от този процес, идва от химическа потенциална енергия под формата на химически връзки.
Междувременно аеробното дишане може да се тълкува като реакция на разграждането на глюкозните съединения, които изискват кислородна помощ. Кислородът тук има роля в улавянето на електрони, които след това ще реагират с водородни йони и ще произведат вода (H2О). Това събитие ще се случи в телата ни, на две места, а именно в цитоплазмата (протича гликолиза)
Източник на изображението: genome.gov
и митохондрии (протича окислително декарбоксилиране, цикъла на Кребс и електронен транспорт).
Източник на изображението: tribunnewswiki.com
Аеробни дихателни етапи
След като знаем какво е аеробно дишане, сега е моментът да разберем как работи този процес на дишане и какви резултати ще получим. Като начало нека разгледаме пример за реакция на аеробно дишане, която изглежда така:
° С6Н12О6 + 6O2 -> 6CO2 + 6Н2O + енергия (38 ATP)
За повече подробности можем да видим следната таблица:
| Етапи | Вход | Продукт |
| Гликолиза (цитоплазма) | Глюкоза | 2 пирувинова киселина, 2 NADH, 2 ATP |
| Окислително декарбоксилиране (митохондриална матрица) | 2 Пирувинова киселина | 2 ацетил Ко-А, 2 СО2 , 2 NADH |
| Цикъл на Кребс (митохондриална матрица) | 2 Ацетил Ко-А | 4 CO 2 , 6 NADH, 2 FADH 2 , 2 ATP |
| Електронен транспорт (Вътрешна митохондриална мембрана) | 10 NADH, 2 FADH 2 | 34 ATP, 6 Н 2 О |
Гликолиза
В този процес глюкозата (6 въглеродни атома) се разпада на пировиноградна киселина (3 въглеродни атома). Този процес протича в цитоплазмата в два вида реакции, ендергонична (изисква АТФ) и екергонична (произвежда АТФ). На този етап ще се получат 2 АТФ, 2 пирувинова киселина и 2 NADH, Получената пирувинова киселина ще се използва като съставка в следващия процес, а именно окислително декарбоксилиране.
Окислително декарбоксилиране
Окислителното декарбоксилиране също може да се нарече междинна реакция, тъй като окислителното декарбоксилиране е реакция преди влизане в следващия етап, а именно цикъла на Кребс. Процесът на окислително декарбоксилиране е в митохондриите, точно в митохондриалната матрица. В процеса на окислително декарбоксилиране 1 пировиноградна киселина се превръща в 1 ацетил Ко-А.
В етапа на гликолиза количеството на едно глюкозно съединение ще произведе 2 пирувинова киселина, в резултат на което също ще се образува 2 ацетил Ко-А, този процес също изисква коензим-А, който ще произведе 2 NADH от NAD +.
2 молекули ацетил Ко-А ще преминат към следващия етап, а именно цикъла на Кребс.
Цикъл на Кребс
Този цикъл често се нарича и цикъл на лимонена киселина, тъй като на този етап първоначалното съединение се получава под формата на лимонена киселина. Мястото, където се провеждат етапите на цикъла на Кребс, е в митохондриалната матрица.
Резултатът от цикъла на Кребс е съединение, което служи като доставчик на въглероден скелет за синтеза на други съединения, 3 NADH, 1 FADH 2 , и 1 АТФ за всяка една пирувинова киселина.
Тъй като предишният вложен субстрат беше 2 ацетил Ко-А за всяка молекула глюкозни съединения, резултатите, получени от цикъла на кребс в този процес на дишане, са 2 ATP, 6 NADH и 2 FADH. 2 .
Още едно съединение, което се образува в този процес, е CO 2 , един идва от процеса на образуване на NADH от NAD +, който произвежда 2 парчета CO 2 , тъй като се използва 2 ацетил Ко-А, ще се образуват 4 СО 2 .
Можем да заключим, че резултатът от този цикъл на Кребс е 2 ATP, 4 CO2, 6 NADH и 2 FADH 2 . Следващият процес е Електронният транспорт, който ще промени съединенията NADH и FADH 2 генериран в предишния етап се превръща в АТФ, за да може да се използва от тялото.
Електронен транспорт
Електронният транспорт или окислителното фосфорилиране е етапът, при който NADH и FADH се преобразуват 2 в енергия под формата на АТФ, за да може тя да бъде използвана от тялото. Мястото, където се осъществява етапът на електронен транспорт, е в митохондриите, точно във вътрешната мембрана (криста) на митохондриите.
За всяка 1 молекула NADH произвежда 3 АТФ и всяка 1 молекула FADH 2 ще произведе 2 ATP. Тогава какво е общото количество произведен АТФ? За да можем да отговорим на този въпрос, нека преброим заедно:
Количеството NADH, генерирано от предходните етапи, е:
| Процес | Брой на NADH |
| Гликолиза | 2 NADH |
| Окислително декарбоксилиране | 2 NADH |
| Цикъл на Кребс | 6 NADH |
От предишния процес получаваме 10 NADH, тъй като 1 молекула NADH произвежда 3 ATP, тогава общият получен ATP е:
10 NADH x 3 ATP = 30 ATP
Междувременно броят на FADH 2 това, което получаваме от цикъла на Кребс, са 2 молекули FADH 2. Ако 1 молекула FADH2 ще произведе 2 АТФ, тогава общият АТФ, който получаваме от FADH 2 е 4 ATP.
Ако добавим 4 АТФ, които получаваме от процеса на гликолиция и цикъла на Кребс, тогава общият АТФ, получен в процеса на аеробно дишане, е:
2 ATP + 2 ATP + 30 ATP + 4 ATP = 38 ATP
В процеса на гликолиза обаче има процес на движение от цитоплазмата към следващия процес, а именно електронен транспорт, който се случва в митохондриите. Този процес на трансфер ще изисква 2 ATP енергия. Така нетният произведен ATP е 36 ATP.
Заключение
От 4-те процеса, които преминават при аеробно дишане, ще получим резултат или формула под формата на:
° С6Н12О6 + 6O2 -> 6CO2 + 6Н2O + енергия (38 ATP)
Въпреки това, 2 АТФ ще бъдат използвани за процеса на преминаване от цитоплазмата към митохондриите, така че крайният резултат от АТФ е 36 АТФ, който може да се използва от нашите тела като източник на енергия за ежедневни дейности. Целият аеробен процес на дишане протича в телата ни, по-точно в телесните ни клетки, а именно в цитоплазма (продължаваща гликолиза) и митохондрии (протича окислително декарбоксилиране, цикъла на Кребс и електронен транспорт). Който превръща глюкозата като източник на енергия за човешкото тяло.
Това е всичко за аеробното дишане, което трябва да знаете. Имате ли въпроси относно това? Моля, напишете въпроса си в колоната за коментари и не забравяйте да споделите тези знания!
