ODDYCHANIE WEWNĄTRZKOMÓRKOWE

1. Oddychanie jako proces ustrojowy

ETAP I – oddychanie obejmuję oddychanie zewnętrzne, czyli wymianę gazową – doprowadzanie tlenu do płuc, a z płuc z krwią do wszystkich komórek ciała i odprowadzanie CO₂

Etap II – oddychanie wewnątrzkomórkowe, czyli kataboliczny proces biochemiczny

2. Lokalizacja oddychania wewnątrzkomórkowego

3. Równanie sumaryczne oddychania wewnątrzkomórkowego

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 36ADP + 36P 6CO₂ + 6H₂O + 36ATP

Celem oddychania jest uwolnienie energii potrzebnej do zajścia procesów biochemicznych.

4. Etapy oddychania wewnątrzkomórkowego i ich przebieg

Etap I glikoliza – zachodzi w cytoplazmie

Etap II cykl Crebsa (cykl kwasu cytrynowego; cykl kwasów trój karboksylowych) – zachodzi w matrix

Etap III łańcuch oddechowy – zachodzi w grzebieniach mitochondrialnych

GLIKOLIZA – polega na zamianie glukozy w kwas pirogronowy przez szereg reakcji w trakcie, których ma miejsce tzw. fosforylacja substratowa dwukrotna.

Fosforylacja substratowa – uwolnienie ATP w wyniku bezpośredniego utleniania substratu np. utlenianie kwasu tryfosfoglicerynowego do kwasu pirogronowego.

Oddychanie wewnątrzkomórkowe zaczyna się od fosforylacji glukozy i jest to proces endoenergetyczny.

Reakcja pomostowa (zamiana glukozy i kwasu pirogronowego w acetylokoenzym A (tzw. czysty octan) przez dekarboksylację (odłączenie CO₂) i dehydrogenacje (odłączenie protonów wodoru); kwas pirogronowy przenika do mitochondriom.

CYKL CREBSA – utlenienie acetylokoenzymu A (czynny octan) od kwasu cytrynowego od kwasu szczawooctowego w trakcie, którego zachodzi:

- 2krotna dekarboksylacja

- 4krotna dehydrogenacja (3xNADH₂ 1xFADH₂)

-1krotna fosforylacja substratowa

acetylokoenzym A-> kwas cytrynowy -> kwas α−ketoglutarowy ->

-> kwas bursztynowy -> kwas jabłkowy -> kwas szczawooctowy

ŁAŃCUCH ODDECHOWY – zachodzi w grzebieniu mitochondriom. Polega na stopniowym uwolnieniu energii w formie ATP przy przechodzeniu przez system przenośników protonów wodoru na tlen z wydzieleniem cząsteczki wody, gdy reakcja przeniesienia wodoru na tlen była jednoetapowa nastąpiłaby tzw. reakcja piorunująca , a cała energia uwalniałaby się w formie ciepła (dlatego musi być to reakcja kaskadowa).

Do całkowitego utlenienia glukozy potrzebne są 2 cykle (z jednej cząsteczki powstają 2 cząsteczki acetylokoenzymu A) ilość energii uwolnionej ostatecznie na łańcuchu oddechowym zależy od tego, który z przenośników wodorowych włącza się w łańcuch oddechowy, jeśli jest nim NADH₂ – to zysk wynosi 3 cząsteczki ATP, jeśli NADH₂ wynosi z glikolizy, to zysk wynosi 2 cząsteczki ATP. Jeśli przenośnikiem jest FADH₂, to na łańcuchu oddechowym powstają 2 cząsteczki ATP.

Fosforylacja oksydacyjna – tworzenie ATP kosztem energii powstałej podczas transportu elektronów i protonów wodoru na tlen (w łańcuchu oddechowym).