การหายใจของเซลลูล่าร์แอโรบิคคืออะไร?

การหายใจของเซลล์เป็นกระบวนการที่ใช้โมเลกุลอาหารในการผลิตพลังงานของเซลล์ มันอาจเป็นแบบแอโรบิกที่มีออกซิเจนอยู่หรือแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ไม่มีออกซิเจนและต้องใช้น้ำตาลเช่นกลูโคสเป็นเชื้อเพลิงในกระบวนการ โดยทั่วไปแล้วการหายใจของเซลล์แอโรบิกเกิดขึ้นในเซลล์ยูคาริโอตซึ่งเป็นเซลล์ที่พบได้ในพืชและสัตว์ กระบวนการเมตาบอลิซึมที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเล็ก ๆ ภายในเซลล์ที่เรียกว่าไมโตคอนเดรีย เริ่มจากกลูโคสและต่อเนื่องผ่านปฏิกิริยาเคมีชุดการหายใจของเซลล์แอโรบิกช่วยให้สามารถผลิตพลังงานชีวเคมีในรูปแบบที่เรียกว่า adenosine triphosphate (ATP)

Mitochondria ซึ่งเป็นอวัยวะของเซลล์ขนาดเล็กหรือ organelles ซึ่งมีการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเกิดขึ้นภายในเซลล์ยูคาริโอตเกือบทั้งหมด เซลล์ที่มีความต้องการพลังงานสูงกว่าเช่นเซลล์สมองมีจำนวนไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้น ก่อนที่จะเกิดการหายใจของเซลล์แอโรบิกขั้นตอนแรกเรียกว่า glycolysis เกิดขึ้นนอกไมโตคอนเดรียนในเซลล์ไซโตพลาสซึม ไซโตพลาสซึมเป็นสารที่มีลักษณะคล้ายเจลที่เติมเซลล์และมีออร์แกเนลล์เช่นไมโตคอนเดรีย

Glycolysis เป็นปฏิกิริยาเมตาบอลิกซึ่งกลูโคสถูกทำลายลงทำให้เกิดโมเลกุลของ pyruvic acid สองโมเลกุลและ Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) สองโมเลกุลที่ลดลง กระบวนการนี้เป็นขั้นตอนเริ่มต้นที่เกิดขึ้นในเซลล์ก่อนการหายใจของเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแอโรบิค Glycolysis ไม่ต้องการออกซิเจนและแม้ว่ากระบวนการนี้จะใช้โมเลกุลสองโมเลกุลของ ATP แต่ก็สร้างได้สี่โมเลกุลทำให้เกิดผลกำไรสุทธิของโมเลกุล ATP สองโมเลกุล กรด pyruvic และ NADH จะเข้าสู่ mitochondrion ซึ่งกรด pyruvic จะถูกเปลี่ยนเป็นสารที่เรียกว่า acetyl CoA พลังงานจำเป็นต้องมีการขนส่ง NADH ไปสู่ไมโทคอนเดรียนซึ่งจะส่งผลให้เกิดการสูญเสีย ATP สองตัว

สองขั้นตอนของการหายใจของเซลล์แอโรบิกเกิดขึ้นซึ่งเรียกว่าวัฏจักร Krebs หรือวัฏจักรกรดซิตริกและห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน Acetyl CoA เข้าสู่วัฏจักร Krebs ซึ่งทำให้ลด adenine dinucleotide (FADH2) และ NADH ร่วมกับ ATP FADH2 และ NADH จะส่งอิเล็กตรอนไปยังห่วงโซ่การขนส่งของอิเล็กตรอนโดยที่พวกมันจะถูกออกซิไดซ์และ ATP จะถูกสร้างมากขึ้น โดยรวมแล้วบัญชีสำหรับการสูญเสียเริ่มต้นของสอง ATPs ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายใน mitochondria ผลิตโมเลกุล 36 ATP

น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นของเสียที่เกิดจากการหายใจของเซลล์แอโรบิก คาร์บอนไดออกไซด์รวมกับน้ำเพื่อสร้างกรดคาร์บอนิกทำให้เลือดเป็นกรดมากขึ้น สิ่งนี้มีบทบาทสำคัญในการรักษาค่า pH ของเลือด ระบบหายใจจะทำการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายอย่างต่อเนื่องป้องกันไม่ให้เลือดเป็นกรดมากเกินไป