Koje je značenje aerobnog i anaerobnog disanja?
Aerobno disanje je proces u kojem se glukoza, vrsta šećera, razgrađuje u prisutnosti kisika kako bi se oslobodila energija u obliku ATP-a (adenozin trifosfata), ugljičnog dioksida i vode. To je najučinkovitiji oblik disanja i javlja se u mitohondrijima eukariotskih stanica. Evo kratkog objašnjenja procesa:
1. Glikoliza: Glukoza ulazi u stanicu i podvrgava se glikolizi, što je prva faza disanja. Tijekom glikolize, glukoza se razgrađuje na manje molekule, uključujući dvije molekule piruvata.
2. Reakcija veze (reakcija prijelaza): Piruvat, proizveden tijekom glikolize, ulazi u mitohondrije. Ovdje prolazi kroz niz reakcija poznatih kao reakcija povezivanja ili reakcija prijelaza. Piruvat se pretvara u molekulu nazvanu acetil CoA, koja ulazi u ciklus limunske kiseline (Krebsov ciklus).
3. Ciklus limunske kiseline (Krebsov ciklus): Acetil CoA u kombinaciji s oksaloacetatom pokreće ciklus limunske kiseline, niz kemijskih reakcija koje se odvijaju unutar mitohondrija. Kroz niz složenih koraka, ciklus stvara molekule bogate energijom kao što su ATP, NADH i FADH2.
4. Lanac prijenosa elektrona: Molekule NADH i FADH2, nastale u ciklusu limunske kiseline, nose elektrone visoke energije. Ti se elektroni prenose duž lanca prijenosa elektrona, niza proteinskih kompleksa smještenih u unutarnjoj mitohondrijskoj membrani. Dok se elektroni kreću kroz lanac, njihova se energija koristi za pumpanje vodikovih iona (H+) preko membrane, stvarajući protonski gradijent.
5. Oksidativna fosforilacija: Protonski gradijent generiran u prethodnom koraku stvara protok vodikovih iona natrag u mitohondrijski matriks kroz ATP sintazu, enzim vezan za membranu. Ovaj protok protona pokreće sintezu ATP-a iz ADP-a (adenozin difosfata).
Anaerobno disanje:
Anaerobno disanje je oblik disanja koji se javlja u nedostatku kisika ili kada je kisik ograničen. Manje je učinkovito u usporedbi s aerobnim disanjem i rezultira nepotpunom razgradnjom glukoze. Anaerobno disanje ima dva primarna oblika:
1. Vrenje mliječne kiseline: U nekim stanicama, poput mišićnih stanica, kada je kisika malo, glukoza se razgrađuje u mliječnu kiselinu kroz proces koji se naziva fermentacija mliječne kiseline. Tijekom intenzivnog vježbanja, kada mišići ne mogu primiti dovoljno kisika, dolazi do anaerobnog disanja, što dovodi do nakupljanja mliječne kiseline. To može uzrokovati umor i bol mišića.
2. Fermentacija alkohola: U određenim mikroorganizmima, poput kvasca, anaerobno disanje događa se alkoholnom fermentacijom. Tijekom alkoholnog vrenja glukoza se razgrađuje na etilni alkohol (etanol) i ugljikov dioksid. Ovaj se proces obično koristi u proizvodnji alkoholnih pića i pečenju kruha, gdje kvasac pretvara šećer u tijestu u etanol i ugljični dioksid.
Ukratko, aerobno disanje je učinkovit proces razgradnje glukoze u prisutnosti kisika za proizvodnju ATP-a, ugljičnog dioksida i vode, dok se anaerobno disanje odvija bez kisika i rezultira nepotpunom razgradnjom glukoze, proizvodeći različite krajnje proizvode kao što je mliječna kiselina kiseline ili alkohola.
