Дишането (от лат. Respiratio ) е физиологичен процес, който се състои в обмен на газове с околната среда . Дишането включва абсорбиране на въздух, вземане на част от неговите вещества и изхвърлянето му след модифициране. Клетката, от друга страна, е основната единица на живите организми, която има способността за самостоятелно възпроизвеждане.

Тези определения ни позволяват да се доближим до клетъчното дишане, набор от биохимични реакции, които протичат в повечето клетки . Процесът включва разделяне на пирувинова киселина (произведена чрез гликолиза) на въглероден диоксид и вода, заедно с производството на молекули на аденозин трифосфат (АТР).

С други думи, клетъчното дишане включва метаболитен процес, чрез който клетките намаляват кислорода и произвеждат енергия и вода. Тези реакции са незаменими за клетъчното хранене .

Освобождаването на енергия се развива контролирано. Част от тази енергия се включва в АТР молекулите, които благодарение на този процес могат да се използват в ендотермични процеси като анаболизъм (поддържане и развитие на организма).

Възможно е клетъчното дишане да се раздели на два вида: аеробно дишане и анаеробно дишане . В аеробното дишане кислородът се намесва като акцептор на електроните, които освобождават органичните вещества. Анаеробното дишане, от друга страна, няма участие на кислород, но електроните се връщат в други акцептори, които обикновено са странични продукти от метаболизма на други организми.

Важно е да се прави разлика между анаеробно дишане и ферментация, което е процес на вътрешно редуциране на обработената молекула.

гликолиза

Известен също като лизис или разцепване на глюкоза, гликолизата се извършва чрез девет добре дефинирани реакции, които катализират девет различни ензима. В края на процеса се получават две молекули АТР (аденозин трифосфат) и две от NADH (редуцирана форма на NAD +, никотинамид аденин динуклеотид) от всяка глюкозна молекула.

Деветте фази на гликолизата са описани по-долу:

1) Всичко започва с активирането на глюкоза (глюкоза + АТР -> глюкоза 6-фосфат + АДФ). Процент от енергията, която се отделя по време на производството на глюкоза 6-фосфат и ADP остава в връзката, която свързва глюкозната молекула с фосфата;

2) Изомераза катализира реакция, която пренарежда глюкоза 6-фосфата, което води до образуването на фруктоза 6-фосфат;

3) АТФ дава фруктоза 6-фосфат нов фосфат, за да произведе фруктоза 1, 6-дифосфат (фруктоза с фосфати в първата и шестата пропресии). Тази реакция се регулира от ензима фосфофруктокиназа. До този момент две молекули АТР са обърнати и няма възстановяване на енергия;

4) Разделяне на фруктоза 1, 6-дифосфат на две захари от 3 въглеродни атома: дихидроксиацетон фосфат и глицералдехид 3-фосфат;

5) Настъпва окисляване на глицералдехидните 3-фосфатни молекули, т.е. елиминирането на водородните атоми става и никотинамид аденин динуклеотидът (NAD +) се редуцира до NADH. Това е първата реакция, която носи известно възстановяване на енергията. Съединението, което се произвежда в тази фаза е фосфоглицератът, който при взаимодействие с неорганичен фосфат води до 1, 3 дифосфоглицерат;

6) Реакцията на фосфат с ADP образува АТФ, два на молекула глюкоза, чрез процес на пренос на енергия, известен като фосфорилиране;

7) Ензимен трансфер на останалата фосфатна група се извършва от позиция 3 до две;

8) Молекула вода се отстранява от въглерод от съединение 3, който концентрира енергия в близост до фосфатната група и произвежда фосфоенолпирувинова киселина (PEP);

Фосфоенолпирувинова киселина прехвърля фосфатната си група към ADP молекула и по този начин образува пирогроздена киселина и АТР.