Aerobe cellulaire ademhaling is het proces waarbij cellen zuurstof gebruiken om glucose in energie om te zetten. Dit type ademhaling gebeurt in drie stappen: glycosis; de Krebs-cyclus; en elektronentransforylatie. Zuurstof is niet nodig voor glycose, maar is nodig om de rest van de chemische reacties te laten plaatsvinden.

Cellulaire ademhaling

Cellulaire ademhaling is het proces waarbij cellen energie uit glucose afgeven en het veranderen in glucose een bruikbare vorm genaamd ATP. ATP is een molecuul dat een kleine hoeveelheid energie aan de cel levert, wat het brandstof geeft om specifieke taken uit te voeren.

Er zijn twee soorten ademhaling: anaeroob en aeroob. Anaërobe ademhaling maakt geen gebruik van zuurstof. Anaërobe ademhaling produceert gist of lactaat. Tijdens het sporten gebruikt het lichaam sneller zuurstof dan het wordt opgenomen; anaerobe ademhaling zorgt voor lactaat om de spieren in beweging te houden. Lactaatopbouw en zuurstofgebrek zijn de redenen voor spiervermoeidheid en moeizame ademhaling tijdens zware inspanning.

Aerobicademhaling

Aerobe ademhaling vindt plaats in drie fasen. De eerste fase wordt glycolyse genoemd en vereist geen zuurstof. In dit stadium worden ATP-moleculen gebruikt om glucose af te breken in een stof die pyruvaat heet, een molecuul dat elektronen transporteert, NADH genaamd, nog twee ATP-moleculen en koolstofdioxide. Kooldioxide is een afvalproduct en wordt uit het lichaam verwijderd.

De tweede fase wordt de Krebs-cyclus genoemd. Deze cyclus bestaat uit een reeks complexe chemische reacties die extra NADH genereren.

De laatste fase wordt elektronentransfosforylering genoemd. Tijdens deze fase dragen NADH en een ander transportermolecuul genaamd FADH2 elektronen naar de cellen. Energie van de elektronen wordt omgezet in ATP. Zodra de elektronen zijn gebruikt, worden ze gedoneerd aan waterstof- en zuurstofatomen om water te maken.

Glycolyse

Glycolyse is de eerste fase van alle ademhaling. Tijdens deze fase wordt elk molecuul glucose afgebroken tot een koolstofgebaseerde molecule genaamd pyruvaat, twee ATP-moleculen en twee moleculen NADH.

Zodra deze reactie is opgetreden, ondergaat het pyruvaat een verdere chemische reactie fermentatie genoemd. Tijdens dit proces worden elektronen aan het pyruvaat toegevoegd om NAD + en lactaat te genereren.

Bij aerobe ademhaling wordt het pyruvaat verder afgebroken en gecombineerd met zuurstof om kooldioxide en water te creëren, die uit het lichaam worden geëlimineerd.

Krebs Cycle

Pyruvaat is een op koolstof gebaseerd molecuul; elk molecuul pyruvaat bevat drie koolstofmoleculen. Slechts twee van deze moleculen worden gebruikt om kooldioxide te maken in de laatste stap van glycolyse. Dus, na glycolyse zweeft er losse koolstof rond. Deze koolstof bindt zich aan verschillende enzymen om chemische stoffen te maken die worden gebruikt in andere capaciteiten in de cel. De Krebs-cyclusreacties genereren ook acht meer moleculen van NADH en twee moleculen van een andere elektronentransporteur genaamd FADH2.

Elektrontransportfosforylatie

NADH en FADH2 dragen elektronen naar gespecialiseerde celmembranen, waar ze worden geoogst om ATP te maken. Als de elektronen eenmaal zijn gebruikt, raken ze uitgeput en moeten ze uit het lichaam worden verwijderd. Zuurstof is essentieel voor deze taak. Gebruikte elektronen binden met zuurstof; deze moleculen binden uiteindelijk met waterstof om water te vormen.