КЛІТИННЕ ДИХАННЯ, ЙОГО БІОХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ
КЛІТИННЕ ДИХАННЯ
Анаеробне
сукупність процесів, які здійснюють біологічне окиснення поживних речовин і отримання енергії за відсутності кисню
молочнокислі бактерії, паразитичні черви, глибоководні безхребетні
Аеробне
сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин і отримання енергії за участі кисню
еукаріотичні клітини
36 АТФ
АНАЕРОБНЕ ДИХАННЯ��ГЛІКОЛІЗ – СУКУПНІСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНИХ�РЕАКЦІЙ, ЯКІ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ БЕЗКИСНЕВЕ РОЗЩЕПЛЕННЯ МОЛЕКУЛ ГЛЮКОЗИ�З УТВОРЕННЯМ МОЛОЧНОЇ КИСЛОТИ ТА АТФ.
Гліколіз – це процес, спільний для анаеробного й аеробного дихання. Енергетичний ефект гліколізу – близько 200 кДж (120 кДж – на теплоту, 80 кДж – на АТФ):
глюкоза молочна кислота
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С3Н6О3 + 2Н2О + 2АТФ.
Енергія гліколізу становить лише 5–7% потенційної енергії глюкози.
Цей процес забезпечує організми енергією в умовах дефіциту кисню. Навіть у хребетних тварин й людини гліколіз слугує ефективним способом отримання енергії під час коротких періодів інтенсивної напруги.
БРОДІННЯ – ПРОЦЕС РОЗКЛАДУ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН (ЗДЕБІЛЬШОГО�ВУГЛЕВОДІВ) У БЕЗКИСНЕВИХ УМОВАХ
До бродіння здатні клітини дріжджів, молочнокислих бактерій, мукорових грибів та ін.
Крім спиртового і молочнокислого бродіння в організмів є ще масляно-, оцтово-, пропіоновокисле, метанове та ін. Кожен тип бродіння характеризується специфічними кінцевими продуктами.
АЕРОБНЕ ДИХАННЯ
Кисневий етап дихання відбувається в мітохондріях за участі кисню, і при цьому вивільняється основна частина енергії (понад 90%) з утворенням Н2О і СО2. Енергетичний ефект такого розщеплення є великим (наприклад, для глюкози – близько 2600 кДж):
2С3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ → 6СО2 + 42Н2О + 36АТФ.
СТАДІЇ АЕРОБНОГО ДИХАННЯ
▪ Перша стадія
Окиснювальне декарбоксилювання – це перетворення піровиноградної кислоти (продукт безкисневого розщеплення малих біомолекул) на ацетилкоензим А (ацетил-КоА).
▪ Друга стадія.
Цикл Кребса (цикл трикарбонових кислот) – циклічна послідовність ферментативних реакцій у матриксі мітохондрій, у результаті яких ацетил-КоА окиснюється до СО2 з вивільненням енергії й утворенням атомів Гідрогену.
▪ Третя стадія.
Окиснювальне фосфорилювання – це біосинтез АТФ із АДФ й неорганічного ортофосфату за рахунок енергії, що вивільняється й акумулюється за участі ферментів дихального ланцюга. Цей процес відбувається вже на кристах мітохондрій.
Отже, завдяки реакціям кисневого етапу синтезується в цілому 36 моль АТФ. Сумарним енергетичним результатом повного розщеплення глюкози є 2800 кДж енергії (200 кДж + 2600 кДж), з якої в 38 молекулах АТФ акумулюється 55%, а 45% – розсіюється у вигляді теплоти. Повне рівняння розщеплення глюкози має такий вигляд:
С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Н3РО4 → 6СО2 + 44Н2О + 38АТФ