تحت تنفس الخلية (التنفس الداخلي أو. التنفس الهوائي) يفهم المرء جميع عمليات التمثيل الغذائي التي يتم من خلالها الحصول على الطاقة في الخلايا. يعمل الأكسجين الجزيئي كعامل مؤكسد. يتم تقليل هذا وبهذه الطريقة يتم تكوين الماء من الأكسجين والهيدروجين.
ما هو التنفس الخلوي؟
تمتص الخلايا الجلوكوز (سكر العنب) كمصدر للطاقة. يتم تكسير الجلوكوز بعد ذلك في الميتوكوندريا أو في السيتوبلازم إلى الماء أو ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، تكتسب الخلايا مركب الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، وهو مصدر عالمي للطاقة وهو مهم للغاية للعديد من عمليات التمثيل الغذائي. ينقسم التنفس الخلوي إلى ثلاث خطوات:
- تحلل السكر: هنا يتم تقسيم جزيء واحد من الجلوكوز إلى جزيئين من حمض الأسيتيك. يتم الحصول على جزيئين C3 من كل جزيء من الجلوكوز ، والتي يتم نقلها إلى الميتوكوندريا ، حيث تحدث خطوة الانهيار التالية.
- دورة حامض الستريك: يدخل حمض الأسيتيك المنشط في دورة حمض الستريك وينقسم في عدة خطوات. يؤدي هذا إلى إطلاق الهيدروجين المرتبط بما يسمى بجزيئات نقل الهيدروجين. يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي ، ثم يتم إطلاقه بواسطة الخلية وإفرازه من خلال التنفس.
- تُعرف الأكسدة النهائية أيضًا باسم السلسلة التنفسية ، حيث يتم حرق الهيدروجين الناتج في الماء ويتم تكوين ATP.
يمكن استخدام جزء كبير جدًا من الطاقة من خلال هذه العملية خطوة بخطوة. يتم الحصول على إجمالي 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد ، وهو ما يتوافق مع كفاءة تزيد عن 40 بالمائة.
الوظيفة والمهمة
تحتوي كل خلية في الجسم على نواة يمكن العثور فيها على المعلومات الجينية. يتم فصل الخلية عن العالم الخارجي بواسطة غشاء الخلية. يتكون هذا من بروتينات النفق والبروتينات السكرية والكوليسترول والليسيثين والأحماض الدهنية. يعتبر غشاء الخلية السليم مهمًا جدًا لأن التخلص من الفضلات أو التغذية يعتمد عليه.
تعمل الأحماض الدهنية النباتية في غشاء الخلية أيضًا على تحسين تبادل المواد. يعمل فائض الكوليسترول أو الدهون الحيوانية والبروتينات على ترسيخ الأغشية وهيكل الخلية وكذلك الطبقات الحدودية بين الأنسجة المختلفة. هذا يجعل تبادل المواد أكثر صعوبة ولا يتم جلب سوى كمية غير كافية من الأكسجين والمواد الغذائية إلى الخلايا.
يوجد داخل الخلايا الميتوكوندريا ، التي لديها معلومات جينية خاصة بها ويمكنها أيضًا التكاثر. يتم الحصول على حرارة الجسم وطاقة الجسم في أغشية الميتوكوندريا. إذا تم اضطراب إنتاج الطاقة ، يمكن أن تحدث أمراض مثل السرطان.
يمكن لذرات الأكسجين أو أيونات الهيدروجين أن تدخل الخلايا عبر الهواء الذي نتنفسه أو عبر السلسلة الغذائية. تتولد الطاقة بسبب عمليات الأكسدة والاختزال المختلفة للأكسجين والهيدروجين. يتم جلب الإلكترونات إلى مستوى طاقة منخفض بمساعدة الإنزيمات التي تطلق الطاقة. بمساعدة هذه الطاقة ، يمكن ضخ البروتونات من داخل الميتوكوندريا إلى فضاءها بين الغشاء ثم تتدفق مرة أخرى إلى الداخل.
ينتج عن ذلك جزيء ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات) ، وهو جزيء يلعب دورًا مركزيًا في تخزين حرارة الجسم والطاقة. يمكن أن يسمى الأدينوزين ثلاثي الفوسفات مركز استقلاب الطاقة. تحتوي الخلية على أكثر من مليار جزيء ATP يتم تحللها أو فسفرتها ألف مرة في اليوم. الطاقة التي يتم إطلاقها مطلوبة لتفاعلات التمثيل الغذائي المختلفة.
إذا تم تدمير الإنزيمات المساعدة في السلسلة التنفسية ، فإن إنتاج الطاقة ينهار ويحدث بيئة حمضية. نتيجة لذلك ، تغادر الميتوكوندريا الخلية أو يمكن أن تموت وهناك ركود في إنتاج الطاقة ، أي يحدث إنتاج غير كافٍ للحرارة. يمكن ملاحظة ذلك في الفترة التي تسبق الإصابة بالسرطان ، على سبيل المثال ، حيث يمكن إثبات انخفاض درجة حرارة الجسم لدى مرضى السرطان.
الامراض والاعتلالات
جسمنا لديه عدد لا يمكن تصوره من الخلايا التي تنتج الطاقة. يتم تبادل الطاقة والمواد والمعلومات عبر غشاء الخلية. بسبب السموم البيئية والبروتينات والدهون الحيوانية والجذور والأحماض الحرة ، يتم منع الإمداد الطبيعي بالمغذيات والأكسجين ، ولا يمكن التخلص من السموم بشكل صحيح. نتيجة لذلك ، يتعطل إنتاج الخلايا للطاقة وتتلف المعلومات الوراثية ، مما قد يؤدي إلى العديد من الأمراض.
يؤدي النظام الغذائي غير الصحيح أو استهلاك السجائر أو المعادن الثقيلة أو الحموضة أو الإجهاد العاطفي أو الأمراض المزمنة إلى زيادة الجذور الحرة. هذه تضر بهيكل الجسم وتؤدي إلى الشيخوخة المبكرة. الجذور الحرة هي جزيئات إما تحتوي على إلكترونات قليلة جدًا أو تحتوي على عدد كبير جدًا من الإلكترونات. لذلك ، يحاولون تحقيق التوازن عن طريق أخذ الإلكترونات من الجزيئات الأخرى جذريًا للغاية. 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 الإنزيمات. 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 ونقص المناعة ومرض الزهايمر وباركنسون والحساسية والسكري والروماتيزم وتصلب الشرايين.
نظرًا لأن النفايات تترسب ، فإن نقل العناصر الغذائية بين الخلية والأوعية الدموية يكون أكثر صعوبة لأن الجذور الحرة شبكة بروتينات السكر والبروتينات وجميع المواد الأساسية. هذا يخلق بيئة لمسببات الأمراض ويفضل الدفاع المناعي. نظرًا لأن الجسم لا يستطيع التعامل مع عدد كبير من الجذور ، فإنه يحتاج إلى مساعدة في شكل إنزيمات ، Q10 ، فيتامينات مختلفة أو سيلينيوم ، مما يجعل الجذور الحرة غير ضارة وتحمي الجسم.
