Tijdens cellulaire ademhaling vinden er verschillende kritische processen plaats in ons lichaam, waardoor cellen energie die is opgeslagen in organische moleculen (zoals glucose) kunnen omzetten in adenosinetrifosfaat (ATP), de primaire energievaluta voor cellen. Het proces van cellulaire ademhaling kan worden samengevat in drie hoofdfasen:glycolyse, de Krebs-cyclus (ook wel de citroenzuurcyclus genoemd) en oxidatieve fosforylatie. Hier is een overzicht van elke fase:

1. Glycolyse:

- Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel. Het is de eerste fase van cellulaire ademhaling en vereist geen zuurstof.

- Eén molecuul glucose, een suiker met zes koolstofatomen, wordt afgebroken tot twee moleculen pyruvaat, een verbinding met drie koolstofatomen.

- Tijdens dit proces wordt een kleine hoeveelheid ATP geproduceerd (2 moleculen per glucose) en worden dragermoleculen NADH (nicotinamide-adenine-dinucleotide) en FADH2 (flavine-adenine-dinucleotide) gegenereerd, die hoogenergetische elektronen bevatten die essentieel zijn voor de latere productie van ATP. het proces.

2. De Krebs-cyclus:

- De Krebs-cyclus vindt plaats in de mitochondriën van de cel en werkt alleen in aanwezigheid van zuurstof.

- Elk pyruvaatmolecuul dat tijdens de glycolyse wordt geproduceerd, komt de mitochondriën binnen en ondergaat een reeks van negen chemische reacties.

- Tijdens deze reacties komen koolstofatomen uit de pyruvaatmoleculen vrij als koolstofdioxide (CO2), terwijl de vrijkomende energie wordt opgevangen om ATP (tot 2 moleculen per pyruvaat), NADH (3 moleculen per pyruvaat) en FADH2 (2 moleculen) te vormen. moleculen per pyruvaat).

3. Oxidatieve fosforylering:

- Oxidatieve fosforylering vindt plaats in het binnenmembraan van de mitochondriën en omvat een reeks elektronenoverdrachten.

- De NADH- en FADH2-moleculen gegenereerd tijdens de glycolyse en de Krebs-cyclus geven hun hoogenergetische elektronen door aan een keten van elektronendragers.

- Terwijl de elektronen door deze keten bewegen, vindt er een proces plaats dat chemiosmose wordt genoemd, waarbij protonen (H+) vanuit de mitochondriale matrix naar de intermembraanruimte worden gepompt.

- De stroom van protonen terug in de matrix via een membraaneiwit genaamd ATP-synthase stimuleert de synthese van ATP. Voor elke drie protonen die terug naar binnen bewegen, wordt één ATP-molecuul geproduceerd.

Door middel van cellulaire ademhaling extraheert ons lichaam op efficiënte wijze energie die is opgeslagen in organische moleculen en zet deze om in ATP, dat wordt gebruikt door bijna elke cellulaire functie waarvoor energie nodig is. Dit proces zorgt voor een constante toevoer van energie om de verschillende activiteiten en processen in onze cellen aan te drijven.