Innhold
- Drivstoff for energi
- Sammenligning av gjæring og cellulær respirasjon
- Energi fra cellulær respirasjon
- Energi fra gjæringsprosessen
Alt liv trenger energi for å kunne utføre livsfunksjoner. Selv å sitte og lese tar energi. Vekst, fordøyelse, bevegelse: alle krever energiforbruk. Å løpe maraton tar mye energi. Så, hvor kommer all den energien fra?
Drivstoff for energi
Energien som kreves for å utføre livsfunksjoner kommer fra nedbrytningen av sukker. Fotosyntese bruker solens energi til å kombinere karbondioksid og vann for å danne glukose (sukker), og avgir oksygen som avfallsprodukt. Planter lagrer denne glukosen som sukker eller som stivelse. Dyr, sopp, bakterier og - noen ganger - andre planter, mater av disse plantens ressurser, bryter ned stivelse eller sukker for å frigjøre den lagrede energien.
Sammenligning av gjæring og cellulær respirasjon
Fermentering og cellulær respirasjon er forskjellige i én kritisk faktor: oksygen. Cellulær respirasjon bruker oksygen i den kjemiske reaksjonen som frigjør energi fra maten. Fermentering skjer i et anaerobt eller oksygenutarmet miljø. Fordi gjæring ikke bruker oksygen, brytes ikke sukkermolekylet helt ned og frigjør derfor mindre energi. Fermenteringsprosessen i celler frigjør omtrent to energienheter mens cellulær respirasjon frigjør totalt rundt 38 energienheter.
Energi fra cellulær respirasjon
Ved cellulær respirasjon kombinerer oksygen med sukker for å frigjøre energi. Denne prosessen begynner i cytoplasma og fullføres i mitokondriene. I cytoplasmaen blir ett sukker brutt i to molekyler av pyruvinsyre, og frigjør to energienheter av adenosintrifosfat eller ATP. De to pyruvinsyremolekylene beveger seg inn i mitokondriene der hvert molekyl omdannes til et molekyl kalt acetyl CoA. Hydrogenatomene i acetyl CoA blir fjernet i nærvær av oksygen, og frigjør et elektron hver gang, til det ikke er igjen noe hydrogen. På dette tidspunktet er acetyl CoA blitt brutt ned, og det er bare karbondioksid og vann igjen. Denne prosessen frigjør fire ATP-energienheter. Nå passerer elektronene nedover elektrontransportkjeden, og slipper til slutt rundt 32 ATP-enheter. Så frigjør prosessen med cellulær respirasjon omtrent 38 ATP-energienheter fra hvert glukosemolekyl.
Energi fra gjæringsprosessen
Hva hvis cellen ikke har nok oksygen for cellulær respirasjon? Uttrykket "feel the burn" er resultatet av denne anaerobe traseen. Hvis oksygennivået i cellene er for lavt for cellulær respirasjon, vanligvis fordi lungene ikke klarer å følge med oksygenbehovet i cellene, skjer gjæring av cellulær respirasjon. I dette tilfellet brytes sukkermolekylet bare ned i cellens cytoplasma, og frigjør omtrent to ATP-energienheter. Nedbrytningsprosessen fortsetter ikke i mitokondriene. Denne delvise nedbrytningen av glukosen frigjør litt energi slik at cellen kan fortsette å fungere, men den ufullstendige reaksjonen produserer melkesyre som bygger seg opp i cellen. Denne melkesyrefermentasjonen forårsaker brennende følelse når musklene ikke får nok oksygen for cellulær respirasjon.