Metabolisme refererer til alle kjemiske reaksjoner i kroppen som enten skaper energi for kroppen å bruke eller som krever energi for å bygge de strukturelle og funksjonelle systemer. Celleånding er ett skritt i de metabolske reaksjoner som gir energi til bruk av kroppens celler.

Katabolisme

De metabolske reaksjoner som skaper energi kalles katabolisme. Denne prosessen starter under fordøyelsen når næringsstoffer brytes ned til glukose, aminosyrer og fettsyrer som kan bli absorbert inn i blodet. Men de er fortsatt ikke i en kjemisk form som kan brukes på cellenivå. De trenger å bli omdannet til ATP.

ATP

ATP er forkortelsen for adenosin trifosfat. ATP er den kjemiske formen for energi som brukes av hver eneste celle i kroppen. Som det er brukt, den bryter ned og gjenvinnes for å brukes på nytt for fremstilling av mer ATP.

Celleånding

Celleånding er den metabolske prosessen som konverterer biokjemisk energi fra glukose til ATP. Dette oppnås gjennom en serie av kjemiske reaksjoner som kalles oksidasjon og reduksjonsreaksjoner. Under oksidering, molekyler mister hydrogen og elektroner. En reduksjon er det motsatte reaksjon hvor et annet molekyl får hydrogenet og elektroner. Cellulær respirasjon er en komplisert kjemisk prosess som har tre faser: glykolyse, Krebs syklus og elektrontransportkjeden.

Glykolyse

I denne fasen blir glukose gjennom en serie av kjemiske reaksjoner som resulterer i å konvertere hvert molekyl av glukose inn i to molekyler av pyruvat. To molekyler av ATP er også gitt. Glykolyse krever ikke oksygen for å produsere pyruvat, men hva som skjer videre avhenger av det. I nærvær av oksygen, går pyruvat en reaksjon der fester det til koenzym A og blir acetyl-koenzym A. Det må være dette skjemaet for å gå inn i Krebs syklus.

Krebs Syklus

Acetyl-koenzym A går inn i mitokondriene i cellen og Krebs syklus begynner. I løpet av denne fasen, acetyl-koenzym A kombinerer med transami syre for å danne sitronsyre, og det er derfor Krebs syklus blir også kalt sitronsyresyklusen. Molekylene av sitronsyre gå gjennom en serie av reaksjoner hvor syrer blir oksydert (mister hydrogen), og hydrogenet blir plukket opp av koenzymer. Den hydrogen, i form av NADH og FADH, går inn i neste fase.

Electron Transport System

Den elektrontransportsystemet er en annen serie av kjemiske reaksjoner i hvilke hydrogen mister elektroner, og de fester seg til proteiner som kalles cytokromer. Ved hvert trinn i reaksjonen, cyto gå gjennom oksidasjon-reduksjonsreaksjoner som gjør hver av dem for å gi sitt elektron til den neste i kjeden. Hver gang et elektron er overført, kjemisk energi i form av ATP. Når elektronene når enden av transportsystemet, de fester seg til oksygen.

Interessant faktum

Under trening trenger kroppen mye energi raskt og cellulær respirasjon øker for å holde tritt. Dersom tilførselen av oksygen er ikke tilstrekkelig til å holde tritt med den frekvensen av cellulær respirasjon, er resultatet pyruvat som ikke kan flytte inn i neste fase. Dette overskudd pyruvat omdannes til melkesyre. Moderate mengder av ekstra melkesyre er lett bufret av kroppen, men hvis for mye melkesyre bygger seg opp, beskyttende mekanismer kick-in. Resultatet er økt respirasjon (kortpustethet) og en oppbygging av melkesyre i muskulaturen, noe som fører til muskeltretthet og smerte.