Me kaikki tarvitsemme energiaa toimiakseen, ja saamme sen energian syömistämme ruuista. Niiden ravintoaineiden uuttaminen, jotka ovat välttämättömiä meidän jatkamiseksi, ja sitten niiden muuttaminen käyttökelpoiseksi energiaksi on meidän tehtävämme solut. Tämä monimutkainen, mutta tehokas aineenvaihduntaprosessi, nimeltään soluhengitys, muuntaa sokereista, hiilihydraateista, rasvoista ja proteiineista johdetun energian adenosiiniksi trifosfaatti tai ATP, korkeaenerginen molekyyli, joka ohjaa sellaisia prosesseja kuin lihaksen supistuminen ja hermo impulsseja. Soluhengitys tapahtuu molemmissa eukaryoottiset ja prokaryoottiset solut, useimmat reaktiot tapahtuvat sytoplasma prokaryooteista ja eukaryoottien mitokondrioissa.
Solun hengityksessä on kolme päävaihetta: glykolyysi, sitruunahapposykli ja elektronien kuljetus / oksidatiivinen fosforylaatio.
Sokerihumala
Glykolyysivaiheen tarkoittaa kirjaimellisesti "sokerien jakamista", ja se on 10-vaiheinen prosessi, jolla sokerit vapautuvat energiaa varten. Glykolyysi tapahtuu, kun verenkierto toimittaa soluille glukoosia ja happea, ja se tapahtuu solun sytoplasmassa. Glycolysis voi tapahtua myös ilman happea, prosessia, jota kutsutaan anaerobinen hengitys, tai
käyminen. Kun glykolyysi tapahtuu ilman happea, solut tuottavat pieniä määriä ATP: tä. Käyminen tuottaa myös maitohappoa, joka voi muodostua sisään lihaskudos, aiheuttaen kipeyttä ja polttavaa tunnetta.Hiilihydraatit, proteiinit ja rasvat
Sitruunahapposykli, joka tunnetaan myös nimellä trikarboksyylihapposykli tai Krebs-sykli, alkaa sen jälkeen, kun glykolyysiin muodostetun kolmen hiilisokerin kaksi molekyyliä on muunnettu hiukan erilaiseksi yhdisteeksi (asetyyli-CoA). Se on prosessi, jonka avulla voimme käyttää löydettyä energiaa hiilihydraatit, proteiinejaja rasvat. Vaikka sitruunahapposykli ei käytä happea suoraan, se toimii vain, kun happea on läsnä. Tämä sykli tapahtuu solun matriisissa mitokondriot. Välivaiheiden sarjan kautta tuotetaan useita yhdisteitä, jotka kykenevät varastoimaan "korkean energian" elektroneja, kahden ATP-molekyylin kanssa. Nämä yhdisteet, jotka tunnetaan nikotiinamidiadeniinidinukleotidina (NAD) ja flaviini-adeniinidinukleotidina (FAD), pelkistetään prosessissa. Pelkistetyt muodot (NADH ja FADH2) kuljettaa "korkean energian" elektronit seuraavaan vaiheeseen.
Ajon elektronin kuljetusjunalla
Elektronikuljetus ja oksidatiivinen fosforylaatio on kolmas ja viimeinen vaihe solujen aerobisessa hengityksessä. elektronin kuljetusketju on sarja proteiini kompleksit ja elektronikantoaalimolekyylit, joita löytyy mitokondriaalikalvosta eukaryoottisoluissa. Reaktiosarjan kautta sitruunahapposyklissä syntyvät "korkean energian" elektronit kulkevat happea. Prosessissa muodostetaan kemiallinen ja sähköinen gradientti sisemmän mitokondriaalikalvon poikki vetyioneja pumppaamalla mitokondrioiden matriisista sisäpuoliseen membraanitilaan. ATP syntyy lopulta hapettavalla fosforylaatiolla - prosessilla, jolla solun entsyymit hapettavat ravintoaineita. Proteiinin ATP-syntaasi käyttää elektronien kuljetusketjun tuottamaa energiaa fosforylaatio (fosfaattiryhmän lisääminen molekyyliin) ADP: stä ATP: hen. Suurin osa ATP: n muodostumisesta tapahtuu solujen hengityksen elektronikuljetusketjun ja oksidatiivisen fosforyloinnin aikana.