التنفس الخلوي: الوظيفة والمهام والدور والأمراض

يشير التنفس الخلوي (التنفس الداخلي أو التنفس الهوائي) إلى جميع عمليات التمثيل الغذائي التي يتم من خلالها الحصول على الطاقة في الخلايا. جزيئي أكسجين يعمل كعامل مؤكسد في هذه العملية. يتم تقليل هذا وبهذه الطريقة ماء يتكون من أكسجين و الهدرجة.

ما هو التنفس الخلوي؟

يشير التنفس الخلوي إلى جميع عمليات التمثيل الغذائي التي يتم من خلالها الحصول على الطاقة في الخلايا. لتوفير الطاقة ، تشغل الخلايا جلوكوز (سكر العنب). ال جلوكوز يتم تقسيمها لاحقًا إلى ماء or كربون ثاني أكسيد في الميتوكوندريا أو السيتوبلازم. بهذه الطريقة ، تحصل الخلايا على المركب الأدينوساين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، مصدر طاقة عالمي مهم للغاية للعديد من عمليات التمثيل الغذائي. بشكل عام ، ينقسم التنفس الخلوي إلى ثلاث خطوات:

  • دورة السيترات: المنشط حمض الاسيتيك يدخل في دورة السترات ويتحلل في عدة خطوات. في العمليه، الهدرجة يتم إطلاقه ، والذي يرتبط بما يسمى نقل الهيدروجين الجزيئات. كمنتج ثانوي ، يتم تكوين ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه بعد ذلك بواسطة الخلية وإفرازه عن طريق التنفس.
  • الأكسدة النهائية تسمى أيضًا السلسلة التنفسية ، حيث الهدرجة التي تم الحصول عليها حرق ل ماء ويتم إنتاج ATP.

من خلال هذه العملية المتدرجة ، يمكن استخدام كمية كبيرة جدًا من الطاقة. يتم الحصول على إجمالي 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد ، وهو ما يتوافق مع كفاءة تزيد عن 40 بالمائة.

الوظيفة والمهمة

كل خلية في الجسم لها نواة ، حيث توجد معلومات وراثية. يتم فصل الخلية عن العالم الخارجي بواسطة غشاء الخلية. هذا يتكون من نفق البروتيناتوالبروتينات السكرية ، كولسترول, الليستين مادة دهنيةو الأحماض الدهنية. سليمة غشاء الخلية مهم جدًا لأنه ، على سبيل المثال ، يعتمد التخلص من النفايات أو التغذية عليها. النبات الأحماض الدهنية في ال غشاء الخلية أيضا تحسين تبادل المواد. فائض كولسترول أو الدهون الحيوانية والبروتينات تتسبب في تصلب الأغشية وهيكل الخلية وكذلك الطبقات الحدودية بين الأنسجة المختلفة. هذا يجعل تبادل المواد أكثر صعوبة وكمية غير كافية فقط أكسجين والمغذيات إلى الخلايا. داخل الخلايا هي الميتوكوندريا، والتي لديها معلومات جينية خاصة بها ويمكنها أيضًا التكاثر. يتم الحصول على حرارة الجسم وطاقة الجسم في أغشية الميتوكوندريا. إذا كان إنتاج الطاقة مضطربًا ، فإن أمراض مثل سرطان يمكن أن يحدث. يمكن لذرات الأكسجين أو أيونات الهيدروجين أن تدخل الخلايا عبر الهواء الذي نتنفسه أو عبر السلسلة الغذائية. بسبب عمليات الأكسدة والاختزال المختلفة للأكسجين والهيدروجين ، يتم إنتاج الطاقة. يتم جلب الإلكترونات إلى مستوى طاقة منخفض بمساعدةالانزيماتتطلق الطاقة. بمساعدة هذه الطاقة ، يمكن ضخ البروتونات من داخل الميتوكوندريا إلى فضاءها بين الغشاء ثم تتدفق مرة أخرى إلى الداخل. هذا يخلق ATP (الأدينوساين ثلاثي الفوسفات) ، وهو جزيء يلعب دورًا رئيسيًا في تخزين حرارة الجسم وطاقة الجسم. الأدينوزين يمكن وصف ثلاثي الفوسفات بأنه مركز استقلاب الطاقة. وهكذا ، تحتوي الخلية على أكثر من مليار جزيء ATP ، والتي يتم تحللها بالماء أو فسفرتها آلاف المرات في اليوم. الطاقة التي يتم إطلاقها في هذه العملية ضرورية لتفاعلات التمثيل الغذائي المختلفة. إذا كان هناك تدمير للشركة -الانزيمات داخل السلسلة التنفسية ، ينهار إنتاج الطاقة وتحدث بيئة حمضية. ونتيجة لذلك ، تترك الميتوكوندريا الخلية أو قد تموت ويحدث ركود في إنتاج الطاقة ، أي يحدث إنتاج حراري غير كافٍ. هذا واضح ، على سبيل المثال ، في الفترة التي تسبق سرطانحيث يمكن اكتشاف انخفاض درجة حرارة الجسم لدى مرضى السرطان.

الأمراض والعلل

جسمنا لديه عدد لا يمكن تصوره من الخلايا التي تنتج الطاقة. يتم تبادل الطاقة والمواد وكذلك المعلومات عبر غشاء الخلية بسبب السموم البيئية ، البروتيناتوالدهون الحيوانية والجذور الحرة و الأحماض، يتم منع الإمداد الطبيعي بالمغذيات والأكسجين ، علاوة على ذلك ، لا يمكن التخلص من السموم بشكل صحيح. نتيجة أخرى ، يتم إزعاج إنتاج الطاقة للخلايا وتلف المعلومات الجينية ، وهو ما يمكن أن يحدث قيادة للعديد من الأمراض. بسبب التغذية الخاطئة ، واستهلاك السجائر ، المعادن الثقيلة، مفرط ، عقلي إجهاد أو الأمراض المزمنة ، تتشكل الجذور الحرة بشكل متزايد. هذه تدمر هياكل الجسم و قيادة للشيخوخة المبكرة. الجذور الحرة هي جزيئات تحتوي على إلكترون واحد قليل جدًا أو كثير جدًا. لذلك ، يحاولون إحداث ملف تحقيق التوازن عن طريق انتزاع الإلكترونات جذريًا من الجزيئات الأخرى. نتيجة لذلك ، يحدث تفاعل متسلسل يتم فيه تدمير الجزيئات أو إتلافها. في كثير من الأحيان ، تسمى الجذور الحرة بجذور الأكسجين ، والتي تؤدي إلى عملية الأكسدة وتدمير الدهون أو الانزيمات. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب الجذور الحرة طفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا أو نواة الخلية وتتلف النسيج الضام. تسبب العديد من الأمراض المزمنة مثل ارتفاع ضغط الدم، نقص المناعة، الزهايمر المرض، مرض باكنسون، الحساسية ، مرض السكري, روماتزم or تصلب الشرايين. كما ترسب منتجات النفايات ، ونقل المغذيات بين الخلايا و دم سفن يتم إعاقة ذلك ، لأن الجذور الحرة عبر الارتباط السكر البروتيناتوالبروتينات وجميع المواد الأساسية. هذا يخلق بيئة ل مسببات الأمراض ويفضل الدفاع المناعي. نظرًا لأن الجسم لا يستطيع التعامل مع فائض من الجذور ، فإنه يحتاج إلى مساعدة في شكل إنزيمات ، Q10 ، مجموعة متنوعة من الفيتامينات or عنصر السيلينيوممما يجعل الجذور الحرة غير ضارة وتحمي الجسم.