Indhold
- Brændstof til energi
- Sammenligning af gæring og cellulær respiration
- Energi fra cellulær respiration
- Energi fra gæringsprocessen
Alt liv har brug for energi til at udføre livsfunktioner. Selv at sidde og læse tager energi. Vækst, fordøjelse, bevægelse: alle kræver energiforbrug. At løbe et maraton kræver en masse energi. Så hvor kommer al den energi fra?
Brændstof til energi
Den energi, der kræves til at udføre livsfunktioner kommer fra nedbrydningen af sukker. Fotosyntesen bruger solens energi til at kombinere kuldioxid og vand til dannelse af glukose (sukker) og afgiver ilt som affaldsprodukt. Planter opbevarer denne glukose som sukker eller som stivelse. Dyr, svampe, bakterier og - undertiden - andre planter, fodrer med disse planteressourcer, nedbryder stivelse eller sukker for at frigive den lagrede energi.
Sammenligning af gæring og cellulær respiration
Fermentering og cellulær respiration adskiller sig i en kritisk faktor: ilt. Cellulær respiration bruger ilt i den kemiske reaktion, der frigiver energi fra fødevarer. Fermentering forekommer i et anaerobt eller iltforarmet miljø. Da gæring ikke bruger ilt, brydes sukkermolekylet ikke helt ned og frigiver derfor mindre energi. Fermenteringsprocessen i celler frigiver omkring to energienheder, mens cellulær respiration frigiver i alt ca. 38 energienheder.
Energi fra cellulær respiration
I cellulær respiration kombineres ilt med sukker for at frigive energi. Denne proces begynder i cytoplasmaen og afsluttes i mitokondrierne. I cytoplasmaet brydes det ene sukker i to molekyler af pyruvinsyre, hvilket frigiver to energienheder af adenosintriphosfat eller ATP. De to pyruvinsyremolekyler bevæger sig ind i mitokondrierne, hvor hvert molekyle omdannes til et molekyle kaldet acetyl CoA. Hydrogenatomerne i acetyl CoA fjernes i nærvær af ilt, hvorved der frigøres en elektron hver gang, indtil der ikke er noget hydrogen tilbage. På dette tidspunkt er acetyl CoA blevet nedbrudt, og der er kun kuldioxid og vand tilbage. Denne proces frigiver fire ATP-energienheder. Nu passerer elektronerne gennem elektrontransportkæden og frigiver i sidste ende ca. 32 ATP-enheder. Så frigiver processen med cellulær respiration ca. 38 ATP-energienheder fra hvert glukosemolekyle.
Energi fra gæringsprocessen
Hvad hvis cellen ikke har nok ilt til cellulær respiration? Udtrykket "føler forbrænding" er resultatet af denne anaerobe vej. Hvis cellerne iltniveauet er for lavt til cellulær åndedræt, normalt fordi lungerne ikke kan holde trit med cellerne iltbehov, finder fermentering cellulær respiration sted. I dette tilfælde nedbrydes sukkermolekylet kun i cellernes cytoplasma og frigiver ca. to ATP-energienheder. Nedbrydningsprocessen fortsætter ikke i mitokondrierne. Denne delvise nedbrydning af glukosen frigiver en smule energi, så cellen kan fortsætte med at fungere, men den ufuldstændige reaktion producerer mælkesyre, der bygger sig op i cellen. Denne mælkesyrefermentation forårsager den brændende fornemmelse, når musklerne ikke får nok ilt til cellulær respiration.