Sadržaj
- Gorivo za energiju
- Usporedba fermentacije i stanične respiracije
- Energija iz stanične respiracije
- Energija iz procesa fermentacije
Čitav život treba energiju za obavljanje životnih funkcija. Čak i sjedenje i čitanje oduzima energiju. Rast, probava, kretanje: svi zahtijevaju potrošnju energije. Trčanje maratona oduzima puno energije. Dakle, odakle dolazi sva ta energija?
Gorivo za energiju
Energija potrebna za obavljanje životnih funkcija dolazi od raspada šećera. Fotosinteza koristi sunčevu energiju za kombiniranje ugljičnog dioksida i vode kako bi nastala glukoza (šećer), stvarajući kisik kao otpadni proizvod. Biljke pohranjuju ovu glukozu kao šećer ili škrob. Životinje, gljivice, bakterije i - ponekad - druge biljke, hrane se tim biljnim resursima, razgrađujući škrob ili šećer kako bi oslobodili pohranjenu energiju.
Usporedba fermentacije i stanične respiracije
Fermentacija i stanično disanje razlikuju se u jednom kritičnom faktoru: kisiku. Stanično disanje koristi kisik u kemijskoj reakciji koja oslobađa energiju iz hrane. Fermentacija se odvija u anaerobnom ili osiromašenom kisiku. Kako fermentacija ne koristi kisik, molekula šećera se ne razgrađuje u potpunosti i tako oslobađa manje energije. Proces fermentacije u stanicama oslobađa oko dvije energetske jedinice dok stanično disanje oslobađa ukupno oko 38 energetskih jedinica.
Energija iz stanične respiracije
U staničnom disanju kisik se kombinira sa šećerima radi oslobađanja energije. Ovaj proces započinje u citoplazmi i dovršava se u mitohondrijama. U citoplazmi se jedan šećer razgrađuje na dvije molekule piruične kiseline, oslobađajući dvije energetske jedinice adenosin trifosfata ili ATP-a. Dvije molekule piruične kiseline prelaze u mitohondrije gdje se svaka molekula pretvara u molekulu koja se naziva acetil CoA. Atomi vodika u acetil CoA uklanjaju se u prisutnosti kisika, svaki put oslobađajući elektron, sve dok ne ostane vodik. U ovom se trenutku razgrađuje acetil CoA, a ostaju samo ugljični dioksid i voda. U ovom se procesu oslobađaju četiri ATP energetske jedinice. Sada elektroni prolaze niz lanac transporta elektrona, u konačnici ispuštajući oko 32 ATP jedinice. Dakle, proces staničnog disanja oslobađa oko 38 jedinica ATP energije iz svake molekule glukoze.
Energija iz procesa fermentacije
Što ako stanica nema dovoljno kisika za stanično disanje? Izraz "osjetiti gori" rezultat je ovog anaerobnog puta. Ako je razina kisika u stanicama preniska za stanično disanje, obično zato što pluća ne mogu pratiti potrebu za kisikom u stanicama, tada dolazi do fermentacijskog staničnog disanja. U ovom se slučaju molekula šećera raspada samo u staničnoj citoplazmi, oslobađajući oko dvije ATP energetske jedinice. Proces raspada ne nastavlja se u mitohondrijama. Ovo djelomično razgradnje glukoze oslobađa malo energije tako da stanica može nastaviti raditi, ali nekompletna reakcija stvara mliječnu kiselinu koja se nakuplja u stanici. Ova fermentacija mliječne kiseline izaziva osjećaj pečenja kada mišići ne primaju dovoljno kisika za stanično disanje.