All Rakuhingamine (sisemine hingamine või. aeroobne hingamine) saab aru kõigist metaboolsetest protsessidest, mille kaudu rakkudes energiat saadakse. Oksüdeerijaks on molekulaarne hapnik. See väheneb ja sel viisil luuakse vesi hapnikust ja vesinikust.
Mis on rakuhingamine?
Rakud võtavad energia saamiseks sisse glükoosi (viinamarjasuhkur). Seejärel lagundatakse glükoos mitokondrites või tsütoplasmas veeks või süsinikdioksiidiks. Selle tulemusel saavad rakud ühendi adenosiintrifosfaadi (ATP) - universaalse energiaallika, mis on paljude metaboolsete protsesside jaoks äärmiselt oluline. Rakuline hingamine jaguneb kolmeks etapiks:
- Glükolüüs: siin jaotatakse üks glükoosi molekul kaheks äädikhappe molekuliks. Igast glükoosimolekulist saadakse kaks C3 molekuli, mis transporditakse mitokondritesse, kus toimub järgmine lagunemisetapp.
- Sidrunhappe tsükkel: Aktiveeritud äädikhape siseneb sidrunhappe tsüklisse jaotatakse mitmeks etapiks. See vabastab vesiniku, mis on seotud niinimetatud vesiniku transpordimolekulidega. CO2 saadakse kõrvalsaadusena, mille rakk vabastab ja hingamise kaudu eritub.
- Lõplikku oksüdatsiooni nimetatakse ka hingamisahelaks, mille käigus saadud vesinik põletatakse vette ja tekib ATP.
Selle samm-sammulise protsessi kaudu saab kasutada väga suurt osa energiast. Ühest glükoosimolekulist saadakse kokku 36 ATP molekuli, mis vastab efektiivsusele üle 40 protsendi.
Funktsioon ja ülesanne
Igal keharakul on tuum, kust võib leida geneetilist teavet. Rakk eraldatakse rakumembraaniga välismaailmast. See koosneb tunneli valkudest, glükoproteiinidest, kolesteroolist, letsitiinist ja rasvhapetest. Terve rakumembraan on väga oluline, kuna sellest sõltub jäätmete või toitumise kõrvaldamine.
Rakumembraanis olevad taimsed rasvhapped parandavad ka ainete vahetust. Liigne kolesterooli või loomsete rasvade ja valkude tahkumine põhjustab membraane ja rakustruktuuri, samuti piirkihte erinevate kudede vahel. See raskendab ainete vahetamist ja rakkudesse viiakse ainult ebapiisav kogus hapnikku ja toitaineid.
Rakkude sees asuvad mitokondrid, millel on oma geneetiline teave ja mis võivad ka paljuneda. Kehasoojus ja kehaenergia saadakse mitokondrite membraanides. Kui energia tootmine on häiritud, võivad tekkida sellised haigused nagu vähk.
Hapnikuaatomid või vesinikioonid võivad rakkudesse siseneda õhu kaudu, mida hingame, või toiduahelas. Hapniku ja vesiniku mitmesuguste oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsesside tõttu tekib energia. Elektronid viiakse koensüümide abil madalale energiatasemele, mis vabastab energiat. Selle energia abil saab prootoneid mitokondrite seest pumbata nende vahelisse ruumi ja seejärel voolata tagasi nende sisse.
See loob ATP (adenosiintrifosfaat), molekuli, millel on keskne roll keha soojuse ja energia salvestamisel. Adenosiintrifosfaati võib nimetada energia metabolismi keskuseks. Rakul on üle miljard ATP molekuli, mida hüdrolüüsitakse või fosforüülitakse tuhat korda päevas. Vabanenud energia on vajalik mitmesuguste metaboolsete reaktsioonide jaoks.
Kui koensüümid hävivad hingamisahelas, variseb energia tootmine kokku ja tekib happeline keskkond. Selle tulemusel lahkuvad mitokondrid rakust või võivad surra ja energiatootmises on seisak, st toimub ebapiisav soojuse tootmine. Seda võib näha näiteks vähktõve eel, kuna vähihaigetel on võimalik näidata madalamat kehatemperatuuri.
Haigused ja tervisehäired
Meie kehas on kujuteldamatult palju rakke, milles toodetakse energiat. Energia, ainete ja teabe vahetamine toimub rakumembraani kaudu. Keskkonna toksiinide, valkude, loomsete rasvade, vabade radikaalide ja hapete tõttu on takistatud toitainete ja hapniku normaalne varustamine ning toksiine ei saa õigesti kõrvaldada. Selle tagajärjel on rakkude energia tootmine häiritud ja geneetiline teave on kahjustatud, mis võib põhjustada arvukalt haigusi.
Ebaõige toitumine, sigarettide tarbimine, raskmetallid, happesus, emotsionaalne stress või kroonilised haigused põhjustavad vabade radikaalide arvu suurenemist. Need kahjustavad keha struktuure ja põhjustavad enneaegset vananemist. Vabad radikaalid on molekulid, milles on kas liiga vähe või liiga palju elektrone. Seetõttu proovivad nad saavutada tasakaalu teiste molekulide elektronide radikaalse maandamisega. Selle tagajärjel toimub ahelreaktsioon, mille käigus molekulid hävitatakse või kahjustatakse.
Väga sageli on vabad radikaalid nn hapnikuradikaalid, mis käivitavad oksüdatsiooniprotsessi ja hävitavad rasvu või ensüüme. Lisaks põhjustavad vabad radikaalid mutatsioone mitokondrite või raku tuuma DNA-s ja kahjustavad sidekoe. Need põhjustavad arvukalt kroonilisi haigusi, nagu kõrge vererõhk, immuunpuudulikkus, Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi, allergiad, diabeet, reuma või arterioskleroos.
Kuna jäätmed ladestuvad, on toitainete transportimine raku ja veresoonte vahel keerulisem, kuna vabad radikaalid ühendavad suhkruvalke, valke ja kõiki põhiaineid. See loob keskkonna patogeenide tekkeks ja soositakse immuunkaitset. Kuna keha ei suuda toime tulla liigse hulga radikaalidega, vajab ta abi ensüümide Q10, erinevate vitamiinide või seleeni kujul, mis muudavad vabad radikaalid kahjutuks ja kaitsevad keha.
