Sisu
- Energia kütus
- Fermentatsiooni ja rakuhingamise võrdlemine
- Raku hingamisel saadav energia
- Käärimisprotsessist saadav energia
Kogu elu vajab elufunktsioonide täitmiseks energiat. Isegi istumine ja lugemine võtab energiat. Kasv, seedimine, liikumine: kõik nõuavad energiakulu. Maratoni jooksmine võtab palju energiat. Kust tuleb kogu see energia?
Energia kütus
Elufunktsioonide täitmiseks vajalik energia tuleb suhkru lagunemisel. Fotosüntees kasutab päikese energiat süsinikdioksiidi ja vee ühendamiseks glükoosi (suhkru) moodustamiseks, eraldades hapniku jäätmetena. Taimed talletavad seda glükoosi suhkru või tärklise kujul. Loomad, seened, bakterid ja mõnikord - ka muud taimed toidavad neid taimeressursse, lagundades tärklist või suhkrut, et vabastada salvestatud energiat.
Fermentatsiooni ja rakuhingamise võrdlemine
Fermentatsioon ja rakuhingamine erinevad ühe kriitilise teguri poolest: hapnik. Rakuline hingamine kasutab keemilises reaktsioonis hapnikku, mis vabastab toidust energiat. Käärimine toimub anaeroobses või hapnikuvaeses keskkonnas. Kuna kääritamisel ei kasutata hapnikku, ei lagune suhkru molekul täielikult ja see vabastab vähem energiat. Fermentatsiooniprotsess rakkudes vabastab umbes kaks energiaühikut, samas kui raku hingamine vabastab kokku umbes 38 energiaühikut.
Raku hingamisel saadav energia
Rakulises hingamises kombineerub hapnik suhkruga energiat. See protsess algab tsütoplasmas ja lõpeb mitokondrites. Tsütoplasmas purustatakse üks suhkur kaheks püruviinhappe molekuliks, vabastades kaks energiaühikut adenosiintrifosfaati või ATP-d. Kaks püruviinhappe molekuli liiguvad mitokondritesse, kus iga molekul muundatakse molekuliks, mida nimetatakse atsetüül-CoA-ks. Atsetüül-CoA vesinikuaatomid eemaldatakse hapniku juuresolekul, vabastades iga kord elektroni, kuni vesinikku ei jää. Sel hetkel on atsetüül CoA lagunenud ja alles on jäänud vaid süsihappegaas ja vesi. See protsess vabastab neli ATP energiaühikut. Nüüd läbivad elektronid elektronide transpordiahela, vabastades lõpuks umbes 32 ATP ühikut. Niisiis vabastab rakulise hingamise protsess igast glükoosimolekulist umbes 38 ATP energiaühikut.
Käärimisprotsessist saadav energia
Mis siis, kui rakul pole raku hingamiseks piisavalt hapnikku? Fraas "tunne põletust" tuleneb sellest anaeroobsest rajast. Kui rakkude hapnikusisaldus on raku hingamiseks liiga madal, tavaliselt seetõttu, et kopsud ei suuda sammuda rakkude hapnikuvajadusega, toimub raku käärimine. Sel juhul laguneb suhkru molekul rakkude tsütoplasmas ainult vabastades umbes kaks ATP energiaühikut. Jaotusprotsess ei jätku mitokondrites. See glükoosi osaline lagunemine vabastab natuke energiat, nii et rakk võib tööd jätkata, kuid mittetäielik reaktsioon tekitab piimhappe, mis koguneb rakus. See piimhappe kääritamine põhjustab põletustunnet, kui lihased ei saa raku hingamiseks piisavalt hapnikku.