Oddychanie tlenowe jest procesem niezbędnym dla dostarczania komórkom energii. Polega na rozkładzie złożonych związków organicznych i ich utlenianiu do prostszych związków, co skutkuje uwolnieniem energii. Proces ten ma charakter kataboliczny.
Organizmy związane z oddychaniem tlenowym
Organizmy, które wymagają tlenu do oddychania, nazywane są tlenowcami (aerobami). Inne organizmy, które mogą oddychać zarówno tlenowo, jak i beztlenowo w zależności od warunków środowiska, są określane jako względne beztlenowce (fakultatywni anaeroby). Natomiast organizmy, które oddychają wyłącznie bez udziału tlenu, noszą nazwę bezwzględnych beztlenowców (obligatoryjnych anaerobów).
Gdzie zachodzi oddychanie tlenowe i jego etapy
W komórkach eukariotycznych etapy oddychania wymagające udziału tlenu zachodzą w mitochondriach, natomiast w komórkach prokariotycznych głównie w błonie komórkowej. Schemat oddychania tlenowego można przedstawić w postaci etapów: glikolizy, reakcji pomostowej, cyklu Krebsa i łańcucha oddechowego.
Etap 1: Glikoliza
Glikoliza to ciąg reakcji zachodzących w cytozolu, gdzie jedna cząsteczka glukozy ulega rozkładowi i utlenieniu do z cząsteczek pirogronianu. W wyniku tego powstają 2 cząsteczki ATP, 2 NADH i dwa protony H+.
Etap 2: Reakcja pomostowa
Pirogronian, powstały w glikolizie, jest transportowany do mitochondrium, gdzie zachodzi reakcja przekształcająca go w acetylo-CoA. Proces ten powoduje powstanie NADH i protonu (H+), a także produkt uboczny CO2.
Etap 3: Cykl Krebsa
W mitochondriach zachodzi cykl Krebsa, który polega na seria reakcji, w wyniku których następuje utlenienie acetylo-CoA do dwutlenku węgla. Proces ten przynosi nam NADH, FADH2 i protony H+.
Etap 4: Łańcuch oddechowy
Kompleksowe reakcje utleniania i redukcji prowadzą do powstania zredukowanych nukleotydów - NADH i FADH2, a także protonów H+, które są wykorzystywane do syntezy ATP poprzez łańcuch oddechowy.
Oddychanie tlenowe jako proces energetyczny
W trakcie oddychania tlenowego energia uwalniana jest podczas reakcji egzoergicznej, co oznacza, że ilość energii wydzielonej w procesie jest bardzo duża. Łącznie, z jednej cząsteczki glukozy można uzyskać około 30-32 cząsteczek ATP.
Intensywność oddychania tlenowego zawsze jest uzależniona od zapotrzebowania energetycznego komórki oraz od typu organizmu i tkanki. Następujące czynniki mogą wpływać na intensywność tego procesu: temperatura, stężenie dwutlenku węgla oraz zawartość wody w komórkach.
Zakończenie
Oddychanie tlenowe jest istotnym procesem zachodzącym w komórkach organizmów, niezbędnym do uzyskiwania energii. Zależy od udziału tlenu i przebiega poprzez szereg etapów, generując znaczną ilość energii w postaci ATP.
