Hô hấp tế bào ở người

Định nghĩa

Hô hấp tế bào, còn được gọi là hô hấp tế bào hiếu khí (từ tiếng Hy Lạp cổ đại “aer” - không khí), mô tả ở người sự phân hủy các chất dinh dưỡng như glucose hoặc axit béo với việc tiêu thụ oxy (O2) để sản xuất năng lượng, cần thiết cho sự sống còn của các tế bào. Trong quá trình này, các chất dinh dưỡng bị ôxy hóa, tức là chúng cho ra các điện tử, trong khi ôxy bị khử, có nghĩa là nó chiếm các điện tử. Các sản phẩm cuối cùng được hình thành từ oxy và chất dinh dưỡng là carbon dioxide (CO2) và nước (H2O).

Chức năng và nhiệm vụ của hô hấp tế bào

Tất cả các quá trình trong cơ thể con người đều cần năng lượng. Vận động cơ thể, não chức năng, nhịp đập của tim, sản lượng của nước bọt or lông và ngay cả quá trình tiêu hóa cũng cần năng lượng để diễn ra. Ngoài ra, cơ thể cần oxy để tồn tại.

Ở đây, hô hấp tế bào có tầm quan trọng đặc biệt. Với sự trợ giúp của khí này và oxy khí, cơ thể có thể đốt cháy các chất giàu năng lượng và tạo ra năng lượng cần thiết. Bản thân oxy không cung cấp cho chúng ta năng lượng, nhưng nó cần thiết để thực hiện các quá trình đốt cháy hóa học trong cơ thể và do đó rất cần thiết cho sự tồn tại của chúng ta.

Cơ thể biết nhiều loại nguồn năng lượng khác nhau:

• Glucose (đường) là nguồn năng lượng chính và khối xây dựng cơ bản cũng như sản phẩm cuối cùng được tách ra từ tất cả các loại thực phẩm giàu tinh bột
• Axit béo và glycerin là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân cắt chất béo và cũng có thể được sử dụng trong sản xuất năng lượng
• Nhóm nguồn năng lượng cuối cùng là các axit amin, là sản phẩm của quá trình phân tách protein. Sau một quá trình biến đổi nhất định trong cơ thể, chúng cũng có thể được sử dụng trong quá trình hô hấp của tế bào và do đó để sản xuất năng lượng

Nguồn năng lượng được cơ thể con người sử dụng nhiều nhất là glucose. Có một chuỗi phản ứng, với sự tiêu thụ oxy, cuối cùng dẫn đến các sản phẩm CO2 và H2O.

Quá trình này bao gồm quá trình đường phân, tức là quá trình phân tách glucose và chuyển sản phẩm pyruvat qua bước trung gian của acetyl-CoA vào chu trình xitrat (từ đồng nghĩa: chu trình axit xitric hoặc cũng ung thư đi xe đạp). Chu trình này cũng bao gồm các sản phẩm phân cắt của các chất dinh dưỡng khác như axit amin hoặc axit béo. Quá trình trong đó các axit béo bị “nghiền nát” để chúng cũng có thể chảy vào chu trình citrate được gọi là quá trình oxy hóa beta.

Vì vậy, chu trình citrate là một loại điểm cung cấp mà tất cả các nguồn năng lượng có thể được cung cấp cho quá trình chuyển hóa năng lượng. Chu kỳ diễn ra trong mitochondria, "trạm năng lượng" của tế bào người. Trong tất cả các quá trình này, năng lượng dưới dạng ATP được tiêu thụ một phần, nhưng đã được tạo ra, ví dụ như trong trường hợp đường phân.

Ngoài ra, các kho dự trữ năng lượng trung gian khác (ví dụ NADH, FADH2) chủ yếu được tạo ra, chỉ thực hiện chức năng của chúng như là các kho dự trữ năng lượng trung gian trong quá trình sản xuất năng lượng. Các phân tử lưu trữ trung gian này sau đó chảy vào bước cuối cùng của quá trình hô hấp tế bào, đó là bước phosphoryl oxy hóa hay còn gọi là chuỗi hô hấp. Đây là bước mà tất cả các quy trình đã và đang hướng tới cho đến nay.

Chuỗi hô hấp, cũng diễn ra trong mitochondria, lại bao gồm một số bước, trong đó các phân tử lưu trữ trung gian giàu năng lượng được sử dụng để tạo ra chất mang năng lượng đa năng ATP. Tổng cộng, sự phân hủy của một phân tử glucose dẫn đến tổng số 32 phân tử ATP. Chuỗi hô hấp chứa nhiều phức hợp protein khác nhau, đóng một vai trò rất thú vị ở đây.

Chúng hoạt động như một máy bơm, khi các phân tử dự trữ trung gian được tiêu thụ, sẽ bơm proton (ion H +) vào khoang của màng kép ty thể, để có nồng độ proton cao. Điều này gây ra một gradient nồng độ giữa không gian nội màng và chất nền ty thể. Với sự trợ giúp của gradient này, một phân tử protein cuối cùng được hình thành, có chức năng tương tự như một loại tuabin nước. Được thúc đẩy bởi gradient này của proton, protein tổng hợp một phân tử ATP từ một ADP và một nhóm photphat.