Ląstelių kvėpavimas

Pagal Ląstelių kvėpavimas (vidinis kvėpavimas arba. aerobinis kvėpavimas) suprantami visi metaboliniai procesai, per kuriuos ląstelėse gaunama energija. Molekulinis deguonis tarnauja kaip oksidatorius. Tai sumažėja ir tokiu būdu iš deguonies ir vandenilio susidaro vanduo.

Kas yra ląstelių kvėpavimas?

Ląstelės energijai tiekti naudoja gliukozę (vynuogių cukrų). Tada gliukozė skaidoma mitochondrijose arba citoplazmoje iki vandens ar anglies dioksido. Dėl to ląstelės gauna junginį adenozino trifosfatą (ATP) - universalų energijos šaltinį, nepaprastai svarbų daugeliui medžiagų apykaitos procesų. Ląstelinis kvėpavimas yra padalintas į tris etapus:

• Glikolizė: čia viena gliukozės molekulė suskaidoma į dvi acto rūgšties molekules. Iš kiekvienos gliukozės molekulės gaunamos dvi C3 molekulės, kurios gabenamos į mitochondrijas, kur vyksta kitas skilimo žingsnis.

• Citrinos rūgšties ciklas: aktyvuota acto rūgštis patenka į citrinos rūgšties ciklą ir suskaidoma keliais etapais. Tai išskiria vandenilį, kuris yra sujungtas su vadinamosiomis vandenilio transportavimo molekulėmis. CO2 susidaro kaip šalutinis produktas, kurį ląstelė išskiria ir kvėpavimo metu pašalina.

• Galutinė oksidacija dar vadinama kvėpavimo grandine, kurios metu gautas vandenilis sudeginamas vandenyje ir sukuriamas ATP.

Per šį žingsnis po žingsnio galima sunaudoti labai didelę energijos dalį. Iš vienos gliukozės molekulės gaunamos 36 ATP molekulės, o tai reiškia, kad efektyvumas viršija 40 procentų.

Funkcija ir užduotis

Kiekviena kūno ląstelė turi branduolį, kuriame galima rasti genetinę informaciją. Ląstelę nuo išorinio pasaulio skiria ląstelės membrana. Jį sudaro tunelio baltymai, glikoproteinai, cholesterolis, lecitinas ir riebalų rūgštys. Nepažeista ląstelių membrana yra labai svarbi, nes nuo jos priklauso atliekų produktų ar mitybos šalinimas.

Augalinės riebalų rūgštys ląstelių membranoje taip pat pagerina medžiagų mainus. Cholesterolio arba gyvulinių riebalų ir baltymų perteklius kietina membranas ir ląstelių struktūrą, taip pat ir ribinius sluoksnius tarp skirtingų audinių. Tai apsunkina medžiagų mainus ir į ląsteles patenka tik nepakankamas deguonies ir maistinių medžiagų kiekis.

Ląstelių viduje yra mitochondrijos, kurios turi savo genetinę informaciją ir taip pat gali daugintis. Kūno šiluma ir kūno energija gaunama mitochondrijų membranose. Jei sutrinka energijos gamyba, gali atsirasti tokios ligos kaip vėžys.

Deguonies atomai arba vandenilio jonai gali patekti į ląsteles per orą, kuriuo kvėpuojame, arba maisto grandinę. Dėl įvairių deguonies ir vandenilio oksidacijos ir redukcijos procesų susidaro energija. Kofermentų pagalba elektronai pasiekiami žemu energijos lygiu, kuris išskiria energiją. Pasitelkę šią energiją, protonai gali būti perpumpuojami iš mitochondrijų vidinės pusės į jų tarpląstelinę erdvę ir vėl tekėti atgal į vidų.

Taip susidaro ATP (adenozino trifosfatas), molekulės, atliekančios pagrindinį vaidmenį kaupiant kūno šilumą ir energiją. Adenozino trifosfatas gali būti vadinamas energijos apykaitos centru. Ląstelėje yra daugiau nei milijardas ATP molekulių, kurios hidrolizuojamos arba fosforilinamos tūkstantį kartų per dieną. Išleista energija reikalinga įvairioms medžiagų apykaitos reakcijoms.

Jei kofermentai sunaikinami kvėpavimo grandinėje, nutrūksta energijos gamyba ir susidaro rūgštinė aplinka. Dėl to mitochondrijos palieka ląstelę arba gali mirti, o energijos gamyboje yra stagnacija, t.y., nepakankama šilumos gamyba. Pavyzdžiui, tai galima pastebėti artėjant vėžiui, nes vėžiu sergantiems pacientams gali būti įrodyta žemesnė kūno temperatūra.

Ligos ir negalavimai

Mūsų kūne yra neįsivaizduojamai daug ląstelių, kuriose gaminama energija. Keitimasis energija, medžiagomis ir informacija vyksta per ląstelės membraną. Aplinkos toksinai, baltymai, gyvuliniai riebalai, laisvieji radikalai ir rūgštys neleidžia normaliai tiekti maistinių medžiagų ir deguonies, o toksinų negalima tinkamai pašalinti. Dėl to sutrinka ląstelių energijos gamyba ir sugadinama genetinė informacija, o tai gali sukelti daugybę ligų.

Neteisinga dieta, cigarečių vartojimas, sunkieji metalai, rūgštingumas, emocinis stresas ar lėtinės ligos lemia padidėjusį laisvųjų radikalų kiekį. Tai pažeidžia kūno struktūras ir sukelia priešlaikinį senėjimą. Laisvieji radikalai yra molekulės, turinčios per mažai arba per daug elektronų. Todėl jie bando pasiekti pusiausvyrą, labai radikaliai sukramtydami elektronus iš kitų molekulių. Dėl to įvyksta grandininė reakcija, kurios metu molekulės sunaikinamos arba sugadinamos.

Labai dažnai laisvieji radikalai yra vadinamieji deguonies radikalai, kurie sukelia oksidacijos procesą ir sunaikina riebalus ar fermentus. Be to, laisvieji radikalai sukelia mutacijas mitochondrijų ar ląstelių branduolio DNR ir pažeidžia jungiamąjį audinį. Jie sukelia daugybę lėtinių ligų, tokių kaip aukštas kraujospūdis, imuniteto nepakankamumas, Alzheimerio, Parkinsono, alergijos, diabetas, reumatas ar arteriosklerozė.

Kadangi atliekos kaupiasi, maistines medžiagas pernešti iš ląstelės į kraujagysles yra sunkiau, nes laisvieji radikalai sujungia cukraus baltymus, baltymus ir visas pagrindines medžiagas. Tai sukuria patogenų aplinką ir yra palanki imuninei gynybai. Kadangi organizmas negali susidoroti su dideliu radikalų skaičiumi, jam reikalinga pagalba - fermentai Q10, įvairūs vitaminai ar selenas, kurie laisvuosius radikalus padaro nekenksmingus ir apsaugo organizmą.