Definicija
Stanično disanje, poznato i kao aerobno (od starogrčkog "aer" - zrak) stanično disanje, opisuje kod ljudi razgradnju hranjivih sastojaka poput glukoze ili masnih kiselina uz potrošnju kisika (O2) za proizvodnju energije, što je neophodno za opstanak stanica. Tijekom ovog procesa hranjive tvari se oksidiraju, tj. Odaju elektrone, dok se kisik smanjuje, što znači da uzima elektrone. Krajnji proizvodi koji nastaju od kisika i hranjivih sastojaka su ugljični dioksid (CO2) i voda (H2O).
Funkcija i zadaci staničnog disanja
Svi procesi u ljudskom tijelu zahtijevaju energiju. Fizički pokret, mozak funkcija, premlaćivanje srce, proizvodnja slina or kosa pa čak i za probavu potrebna je energija. Uz to, tijelu je potreban kisik da bi preživjelo.
Ovdje je stanično disanje od posebne važnosti. Uz pomoć ovog i plinovitog kisika, tijelo je u stanju sagorjeti energetski bogate tvari i proizvesti potrebnu energiju. Kisik nam sam po sebi ne daje energiju, ali je potreban za provođenje kemijskih procesa izgaranja u tijelu i stoga je neophodan za naš opstanak.
Tijelo poznaje mnogo različitih vrsta izvora energije:
- Glukoza (šećer) je glavni izvor energije i osnovni gradivni element, kao i krajnji proizvod koji se razdvaja od sve škrobne hrane
- Masne kiseline i glicerin krajnji su proizvodi cijepanja masti i također se mogu koristiti u proizvodnji energije
- Posljednja skupina izvora energije su aminokiseline, koje su proizvod cijepanja bjelančevina. Nakon određene transformacije u tijelu, te se tad također mogu koristiti u staničnom disanju, a time i za proizvodnju energije
Izvor energije koji ljudsko tijelo najviše koristi je glukoza. Postoji lanac reakcija koji uz potrošnju kisika u konačnici dovode do proizvoda CO2 i H2O.
Ovaj postupak uključuje glikolizu, tj. Cijepanje glukoze i prijenos proizvoda piruvat putem međufaze acetil-CoA u citratni ciklus (sinonim: ciklus limunske kiseline ili također Raka ciklus). Ovaj ciklus također uključuje proizvode cijepanja drugih hranjivih tvari poput aminokiselina ili masnih kiselina. Proces u kojem su masne kiseline "usitnjene" kako bi također mogle ući u ciklus citrata naziva se beta-oksidacija.
Stoga je citratni ciklus vrsta opskrbnog mjesta gdje se svi izvori energije mogu opskrbiti energetskim metabolizmom. Ciklus se odvija u mitohondriji, "energetske stanice" ljudskih stanica. Tijekom svih ovih procesa energija u obliku ATP-a dijelom se troši, ali već se proizvodi, kao što je primjerice slučaj s glikolizom.
Pored toga, pretežno se stvaraju i druge međuenergetske zalihe (npr. NADH, FADH2) koje svoju funkciju kao međufazne zalihe energije ispunjavaju samo tijekom proizvodnje energije. Te molekule za srednje skladištenje zatim ulaze u posljednji korak staničnog disanja, odnosno u korak oksidativne fosforilacije ili koji se također naziva respiratorni lanac. Ovo je korak na kojem su do sada radili svi procesi.
Dišni lanac, koji se također odvija u mitohondriji, opet se sastoji od nekoliko koraka, u kojima se energijski bogate molekule za srednje skladištenje koriste za proizvodnju univerzalnog nosača energije ATP. Ukupno, razgradnja jedne molekule glukoze rezultira s ukupno 32 molekule ATP. Dišni lanac sadrži razne proteinske komplekse, koji ovdje igraju vrlo zanimljivu ulogu.
Funkcioniraju kao pumpe koje, kada se potroše molekule za srednje skladištenje, protoke (ione H +) pumpaju u šupljinu dvostruke membrane mitohondrija, tako da postoji velika koncentracija protona. To uzrokuje gradijent koncentracije između intermembranskog prostora i mitohondrijskog matriksa. Uz pomoć ovog gradijenta na kraju nastaje molekula proteina, koja funkcionira slično kao neka vrsta vodene turbine. Potaknut ovim gradijentom protona, protein sintetizira molekulu ATP iz ADP i fosfatne skupine.
