Аеробна и анаеробна респирација

Аеробна и анаеробна респирација
Aerobic and anaerobic respiration           IX

Primary education 

      Живите организми користат енергија ослободена од дишењето за нивните животни процеси. Постојат два вида на дишење - аеробно (за кое треба кислород) и анаеробно (за која не е потребен кислород). Храната која ја конзумираат е богата со  хемиска енергија. Клетките не можат директно да ја користат оваа енергија, поради тоа во клетките се одвиваат сложени катаболички процеси - дишење во кое настанува постепено разградување на органскитѕе материи до неоргански материи , и ослободената енергија од нив се користи за ситеза(создавање) високоенергетско соединение ATP.

Катаболизам е збир на метаболички роцеси што ги разложува молекулите во помали единици кои сец оксидираат за да ослободи енергија.Катаболизам е  разградување на  големи молекули (како што се полисахариди, липиди, нуклеински киселини и протеини) во помали единици (како што се моносахариди, масни киселини, нуклеотиди и аминокиселини, соодветно)

Аеробно дишење

     На организмите  им е потребна енергија за да одржат постојана телесна температура. Енергијата е исто така потребна за следниве животни процеси:

• раст
• поделба на клетки
• мускулна контракција
• синтеза на протеини
• активен транспорт
• нервни импулси

Респирацијата вклучува хемиски реакции кои ги разложуваат молекулите на хранливи материи во живите клетки за да ослободат енергија.

На аеробното дишење му е потребен кислород. Тоа е ослободување на релативно голема количина на енергија во клетките со распаѓање на хранливи материи во присуство на кислород:

 C₆H₁₂O₆  +    6O₂        →       6CO₂      +      6H₂O        +ATP

гликоза + кислород → јаглерод диоксид + вода+ATP

    

Аеробното дишење се случува цело време кај организмите.  Вентилацијата  е различно од  дишењето (клеточно дишење). Повеќето реакции во аеробното дишење се случуваат во митохондријата во клетките. процесот на разложување на гликозата е наречен гликолиза и е почетна фаза и е анаеробна фаза од циклусот односно се одвива без учество на атмосферскиот кислород во цитоплазмата.  Следната фаза е аеробна и се одвива во митохондриите и оваа фаза се одвива во три степени преку поврзани реакции.

Анаеробно дишење 

    За разлика од аеробното дишење, на анаеробното дишење не му е потребен кислород. Тоа е ослободување на релативно мала количина на енергија во клетките со распаѓање на хранливи материи во отсуство на кислород.

Анаеробно дишење во мускулите

Анаеробното дишење се случува во мускулите за време на напорно вежбање:

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃

гликоза   → млечна киселина

    Гликозата не е целосно разградена, толку помалку енергија се ослободува отколку за време на аеробното дишење.

  За време на енергичното вежбање, се создава млечна киселина во мускулите. Млечна киселина треба подоцна да се оксидира во јаглерод диоксид и вода.

    Ова предизвикува „долг“ на кислород - познат како вишок потрошувачка на кислород после вежбање (ЕПОК) - што треба да се „врати“ откако ќе престане вежбата. Ова е причината зошто продолжуваме да дишеме длабоко неколку минути откако ќе завршиме со вежбање.

Анаеробното дишење се случува и кај растителните клетки и кај некои микроорганизми. Анаеробното дишење во квасецот се користи за време на подготовка и правење леб.

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2C0₂

 гликоза  → етанол + јаглерод диоксид

Аеробно дишење vs  анаеробно дишење

	аеробно	анаеробно
кислород	потребно	не е потребно
разложување на гликозта	комплетна	некомплетна
крајни продукти	CO2 +H2O	животински клетки: млечна киселина.  Растителни клетки и квасец: јаглерод диоксид и етанол
ослободена енергија	Релативно голема количина	Релативно мала количина

Аеробното дишење ослободува 19 пати повеќе енергија од анаеробното дишење од иста количина гликоза.

Аеробни наспроти анаеробни процеси

    Аеробните процеси во клеточното дишење можат да се случат само ако има кислород. Кога клетката треба да ослободи енергија, цитоплазмата  и митохондриите  иницираат хемиски размени кои го започнуваат распаѓањето на гликозата. Овој шеќер се носи преку крвта и се складира во телото како брз извор на енергија. Разградувањето на гликозата во аденозин трифосфат (ATP) ослободува јаглерод диоксид (CO2), нуспроизвод што треба да се отстрани од телото.

 

Анаеробните процеси не користат кислород, така што пируватниот производ - АТP е еден вид пируват - останува на место за да се разложи или катализира од други реакции, како што  се случува во мускулното ткиво или при ферментација. Млечната киселина, која се акумулира во клетките на мускулите бидејќи аеробните процеси не успеваат да ги задоволат потребите за енергија, е нуспроизвод на анаеробниот процес. 

Ваквите анаеробни дефекти обезбедуваат дополнителна енергија, но акумулацијата на млечна киселина го намалува капацитетот на клетката за понатамошно процесирање на отпадот; во голем обем во, да речеме, човечкото тело, ова доведува до замор и болки во мускулите. Клетките се обновуваат со вдишување на повеќе кислород и преку циркулацијата на крвта, процеси кои помагаат да се однесе млечната киселина.

Кребсов циклус

Кребсовиот циклус е познат и како циклус на лимонска киселина и циклус на трикарбоксилна киселина (TCA). Кребсовиот циклус е клучниот процес за производство на енергија кај повеќето повеќеклеточни организми. Најчестата форма на овој циклус користи гликоза како извор на енергија.

За време на процесот познат како гликолиза, клетката ја претвора гликозата, 6-јаглеродна молекула, во две 3-јаглеродни молекули наречени пирувати. Овие два пирувати ослободуваат електрони кои потоа се комбинираат со молекула наречена NAD+ за да формираат NADH и две молекули на аденозин трифосфат (ATP).

    Овие ATP молекули се вистинското „гориво“ за организмот и се претвораат во енергија додека молекулите на пируватот и NADH влегуваат во митохондриите. Тоа е местото каде што 3-јаглеродните молекули се разложуваат на 2-јаглеродни молекули наречени Acetyl-CoA и CO2. Во секој циклус, Acetyl-CoA се разложува и се користи за обнова на јаглеродните синџири, за ослободување на електрони, а со тоа и за генерирање на повеќе АТP. Овој циклус е покомплексен од гликолизата, а исто така може да ги разложи мастите и протеините за енергија.

    Штом достапните слободни молекули на шеќер се исцрпат, Кребсовиот циклус во мускулното ткиво може да почне да ги разградува масните молекули и протеинските синџири за да го поттикне организмот. Додека разградувањето на молекулите на маснотиите може да биде позитивна придобивка (помала тежина, намалување на холестеролот), ако се пренесе до вишок може да му наштети на телото (на телото му треба малку маснотии за заштита и хемиски процеси). Спротивно на тоа, разградувањето на протеините на телото често е знак за гладување.

Едукативно видео за аеробно и анаеробно дишење