عملية التنفس الخلوي هي عملية تحرق فيها خلايا الجسم الوقود - الكربوهيدرات والدهون وال andروتين - لتوليد الطاقة التي تستخدمها لمجموعة متنوعة من العمليات الخلوية. عندما ينطوي التنفس على الكربوهيدرات ، هناك سلسلة محددة من التفاعلات التي تحول الكربوهيدرات إلى منتجات النفايات الأيضية وتنتج الطاقة.
المفاهيم الخاطئة
من المعتاد ، في اللغة الشائعة ، أن يفكر الناس في التنفس عندما يسمعون كلمة "التنفس". لكن من وجهة نظر كيميائية ، لا يرتبط التنفس إلا بشكل طفيف بالتنفس. التنفس الكيميائي هو مزيج من الكربوهيدرات - وغيرها من الجزيئات المولدة للطاقة - مع الأكسجين من أجل إنتاج الطاقة والنفايات الأيضية وثاني أكسيد الكربون والأكسجين. عموما ، حسابات التنفس الخلوية لغالبية الطاقة التي يستخرجها جسمك من جزيئات المغذيات.
وظيفة
الغرض من التنفس الخلوي من حيث صلته بالكربوهيدرات هو إحراق جزيئات السكر كيميائيا - اللبنات الأساسية للكربوهيدرات - وتخزين الطاقة المنتجة من خلال تلك التفاعلات في شكل جزيء عملة الطاقة الكيميائية ، ATP. أساسا ، شرح الدكاترة. ماري كامبل وشون فاريل في كتابهما "الكيمياء الحيوية" ، ينتج البشر حوالي 30 جزيء ATP في جزيء الجلوكوز ، وهو نوع محدد من السكر. يمكنك الحصول على الجلوكوز من سكر المائدة وسكر الحليب والنشاء.
الميزات
وتنقسم عملية التنفس الكربوهيدرات إلى أجزاء مختلفة ، وشرح الدكاترة. ريجينالد غاريت وتشارلز غريشام في كتابهما "الكيمياء الحيوية". أولاً ، سلسلة من التفاعلات تدعى التحلل الجلدي تقسم الجلوكوز إلى جزيئين من مادة كيميائية تسمى بيروفيت. رد فعل آخر يحول البيروفات إلى جزيء يسمى أسيتيل-كوا. ثم يدخل الأسيتيل-ك.أ. في سلسلة من التفاعلات تدعى دورة كريب ، التي تنتج نفايات ثاني أكسيد الكربون والأكسجين ، وتطلق الطاقة من الأسيتيل-كربون ، وتنتج في نهاية المطاف ATP.
الدلالة
نتيجة لتنفس الكربوهيدرات ، تنتج خلاياك كميات كبيرة من ATP ، والتي تستخدمها الخلايا بعد ذلك لمجموعة متنوعة من الأشياء. تشرح الدكتورة لورالي شيروود في كتابها "علم وظائف الأعضاء البشرية" ، أحد استخدامات ATP في الجسم هي تقلص العضلات. يتطلب مئات الآلاف من جزيئات ATP حتى لتقلص العضلات الصغيرة. تستخدم الخلايا أيضا ATP للتواصل مع بعضها البعض - ATP يذهب إلى إنشاء ما يسمى "إمكانات غشاء الراحة" التي تستخدمها الخلايا مثل إشارة كهربائية.
البصيرة الخبيرة
في حين أنه من الممكن أن تقوم الخلايا بإنتاج ATP من خلال التنفس باستخدام الوقود غير الكربوهيدرات ، فإن الكربوهيدرات - وعلى وجه التحديد الجلوكوز - هو الوقود المفضل للعديد من الخلايا المختلفة. فالخلايا العضلية ، على سبيل المثال ، تعتمد على الجلوكوز ، خاصة خلال الجهود الشاقة للغاية. كما تعتمد خلايا الدماغ أيضًا بشكل تفضيلي على الجلوكوز ، كما يوضح دكتور شيروود. هذا ما يفسر لماذا ، إذا أكلت نظامًا غذائيًا منخفض الكربوهيدرات ، ستشعرين بأن العضلات ضعيفة ، وسيكون تفكيرك غامضًا - تحتاج العضلات والدماغ إلى الجلوكوز ليعمل بشكل مثالي.
