Ląstelinis kvėpavimas

Ląstelinis kvėpavimas – procesas, su kuriuo mūsų organizmas susiduria kiekvieną sekundę. Angliavandenių, riebalų, baltymų molekulės vadinamos kvėpavimo substratais, nes jos gali būti skaidomos ląstelėms kvėpuojant. Ląstelinio kvėpavimo metu vyksta daugybė sudėtingų medžiagų apykaitos reakcijų, kurių kiekvieną katalizuoja savas fermentas. Ląstelėje esančios medžiagos oksiduojasi (atiduoda elektronus), fermentai nutraukia C₆H₁₂O₆ atomus siejančius ryšius ir tuomet atpalaiduojama energija. Organinius junginius ląstelės skaido tiek aerobinėmis, tiek anearobinėmis sąlygomis.

Ląstelinio kvėpavimo būdai: aerobinis ir anaerobinis.
Aeoribinis kvėpavimas - procesas, kurio metu padedant O₂ ląstelėje esanti C₆H₁₂O₆ suskaidoma į H₂O ir CO₂. Atpalaiduojama daug energijos. Daugelis gyvųjų organizmų kvėpuoja aerobiškai.
Anaerobinis kvėpavimas (rūgimas) - procesas, kurio metu C₆H₁₂O₆ skaidoma be O₂ ir susidaro pieno rūgštis (laktatas) arba etilo alkoholis. Atpalaiduojama mažai energijos. Anaerobiškai kvėpuoja kai kurie organizmai, pavyzdžiui, anaerobinės bakterijos. Yra bakterijų, galinčių kvėpuoti ir aerobiškai, ir anaerobiškai.

Aerobinis kvėpavimas

Ląstelinis aerobinis kvėpavimas vyksta mitochondrijose, kurios gamina ATP.
Aerobinio kvėpavimo lygtis:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ---> 6CO₂ + 6H₂O + energija
Tos ląstelės, kurios intensyviai dirba (raumenų, nervinės) ir kvėpuoja, turi daug mitochondrijų, o jų mitochondrijose - daug kristų.


Aerobinio kvėpavimo etapai:

Glikolizė. Vykstant šiai reakcijai, gliukozė skyla į dvi piruvato molekules. Glikolizė yra pirmas aerobinio ir vienintėlis anaerobinio kvėpavimo etapas. Vyksta citozolyje, pagaminama 2 ATP molekulės.

Pereinamoji reakcija. Sujungia glikolizės ir Krebso ciklo grandinines reakcijas. Piruvatas iš citoplazmos patenka į mitochondriją. Iš jo susidaro acetilkofermento molekulės, atskyla CO₂. Vyksta mitochondrijų matrikse.

Krebso ciklas. Ratu vykstančių sudėtingų medžiagų apykaitos reakcijų visuma. Šio ciklo metu baigiama skaidyti gliukozė, susidaro CO₂. Vyksta mitochondrijų matrikse, pagaminama 2 ATP molekulės.

Elektronų pernašos grandinė. Reakcijos, kurių metu susidaro didžioji ATP molekulių dalis. Kristose yra išdėstyta elektronų pernašos sistema. Į šia sistemą elektronus perduoda NADH₂ ir FADH_2. Elektronams ja judant atpalaiduojama energija, kuri naudojama ATP sistetinti. Šiam etapui reikalingas O_2. Taip pat susidaro vanduo. Vyksta mitochondrijų kristose, pagamina 32-34 ATP molekulės.


Anaerobinis kvėpavimas

Anaerobinis kvėpavimas yra rūgimas. Tai kvėpavimas be deguonies. Nesant daguonies gali vykti tik glikolizė. Glikolizės metu iš vienos gliukozės molekulės atsipalaiduoja 2 ATP molekulės, daugiau ATP rūgimo metu ir nesusidaro.

Būdingos rūgimo savybės:

išskiria energiją iš cukrų, aminorūgščių;

nereikia Krebso ciklo ir elektronų pernašos grandinės;

gamina tik mažus ATP kiekius, nes daug energijos lieka galutiniuose organiniuose rūgimo produktuose: laktate (pieno rūgštyje) arba etanolyje (etilo alkoholyje).

Pagal tai, kokie produktai susidaro vykstant rūgimui, galima išskirti alkoholinį rūgimą ir pienarūgštį rūgimą.


Alkoholinis rūgimas

Sukelia mielės, kai kurių augalų ląstelės.

Gliukozė --> etanolis + CO₂ + 2ATP

Svarbus vyno, alaus, spirito, duonos gamybos pramonėje. Jeigu etanolio susikaupia daug, jis mielems tampa nuodingas ir rūgimas sustoja.

Pienarūgštis rūgimas

Sukelia Lactobacillus, Streptococcus ir kitų genčių bakterijos, kai kurios gyvūnų ląstelės, egzistuojančios anaerinėmis sąlygomis.

Gliukozė --> pieno rūgštis (laktatas) + 2ATP

Ten, kur susidaro pieno rūgštis, negali gyventi puvimo bakterijos, todėl rauginti produktai ilgai negenda. Anaerobinės bakterijos naudojamos fermentinių siūriųm acto rūgšties gamyboje. Pieno rūgštis susidaro pavargusiame raumenyje.

Posted in: Ląstelė