(Βιολογίας)
Η κυτταρική αναπνοή πρέπει να υπάρχει σε όλους τους κυτταρικούς οργανισμούς, ώστε να έχουν ενέργεια για ζωή.
Σημαντική βιολογική λειτουργία, με την οποία οι οργανισμοί διασπούν τις ενεργειακές τους πηγές που είναι οι οργανικές ουσίες και παράγουν ενέργεια την οποία χρησιμοποιούν για τις λειτουργικές τους αν(GLi)άγκες, την κίνηση, την πρόσληψη τροφής, τη μεταφορά ουσιών, την αναπαραγωγή κ.ά.
Κύριες πηγές ενέργειας για τους οργανισμούς είναι οι υδατάνθρακες (σάκχαρα) και τα λίπη.
Τις πρωτεΐνες τις χρησιμοποιούν ως πηγές ενέργειας, μόνο όταν εξαντληθούν οι προηγούμενες πηγές.
Η κυτταρική αναπνοή γίνεται συνεχώς σε όλα τα κύτταρα όλων των οργανισμών, γιατί οι οργανισμοί χρειάζονται συνεχώς ενέργεια για να διατηρούνται στη ζωή.
Η διάσπαση των μεγάλων οργανικών μορίων σε μικρότερα γίνεται σταδιακά, ώστε σε κάθε στάδιο να απελευθερώνονται μικρά ποσά ενέργειας που είναι πιο εύχρηστα για το κύτταρο. Τα ποσά αυτά ενέργειας δεσμεύονται προσωρινά στα μόρια του ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη).
Το ΑΤΡ είναι ένα βοηθητικό μόριο το οποίο παράγεται και διασπάται συνεχώς μέσα στα κύτταρα για να δώσει την ενέργεια που πήρε κατά τη σύνθεσή του στις αντιδράσεις του κυττάρου που χρειάζονται ενέργεια (ενδόθερμες αντιδράσεις). Στο σώμα ενός ενήλικου ανθρώπου παράγεται και διασπάται κάθε 24 ώρες ποσότητα ΑΤΡ περίπου 50-70 κιλά. Εξάλλου αν αυτή η ενέργεια απελευθερωνόταν απότομα θα κατέστρεφε το κύτταρο.
Η κυτταρική αναπνοή διακρίνεται σε αερόβια και αναερόβια, ανάλογα με το αν γίνεται με τη βοήθεια ή όχι του οξυγόνου.
α) Αερόβια αναπνοή. Γί(GLi)νεται στα περισσότερα κύτταρα και παρέχει μεγαλύτερα ποσά ενέργειας. Πρόκειται για τη διάσπαση της γλυκόζης και των λιπαρών οξέων. Η γλυκόζη είναι ένα απλό σάκχαρο που υπάρχει στο άμυλο των τροφών, ενώ τα λιπαρά οξέα είναι συστατικά των λιπών.
Η διάσπαση της γλυκόζης, που είναι η βασική πηγή ενέργειας, γίνεται σε τρία στάδια. Το πρώτο στάδιο είναι η γλυκόλυση που γίνεται στο κυτταρόπλασμα. Η γλυκόζη με τη βοήθεια ενζύμων διασπάται σε πυροσταφυλικό οξύ. Το δεύτερο και το τρίτο στάδιο γίνονται στα μιτοχόνδρια. Το δεύτερο στάδιο, ο κύκλος του κιτρικού οξέος ή κύκλος του Creb’s, περιλαμβάνει μια σειρά αντιδράσεων, από τις οποίες παράγεται διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα με τη διαδικασία της σωματικής αναπνοής και υδρογόνο. Το υδρογόνο παραλαμβάνεται από τα κατάλληλα συνένζυμα (NAD και FAD) και ενώνεται με το οξυγόνο που παίρνει ο οργανισμός με την εισπνοή. Η ένωση του υδρογόνου με το οξυγόνο γίνεται στο τρίτο στάδιο, στην τελική οξείδωση, με τη βοήθεια μιας σειράς αναπνευστικών ενζύμων που βρίσκονται στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων. Κατά την τελική οξείδωση παράγεται νερό και απελευθερώνεται μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας (32 μόρια ΑΤΡ), ενώ κατά τη γλυκόλυση όσο και στον κύκλο του Creb’s παράγονται μικρότερα ποσά ενέργειας (από 2 μόρια ΑΤΡ αντίστοιχα). Συνολικά, από ένα μόριο γλυκόζης με αερόβια διάσπαση παράγονται 6 μόρια διοξειδίου του άνθρακα, 6 μόρια νερού και 36 μόρια ΑΤΡ. Η γενική αντίδραση της αερόβιας διάσπασης της γλυκόζης είναι C6H12O6 + 6Ο2 → 6CΟ2 + 6Η2Ο + 36 ΑΤΡ.
Τα λιπαρά οξέα των λιπών και τα αμινοξέα των πρωτεϊνών μπαίνουν και αυτά σε κάποιο στάδιο του κύκλου της κυτταρικής αναπνοής και διασπώνται όταν χρειάζεται αποδίδοντας ενέργεια στον οργανισμό.
Πολλοί συγχέουν τη σωματική αναπνοή (βλ. λ. αναπνοή) με την κυτταρική αναπνοή. Η σωματική αναπνοή είναι συνέχεια και αποτέλεσμα της αερόβιας κυτταρικής αναπνοής. Το οξυγόνο που προσλαμβάνουν οι αερόβιοι οργανισμοί με τη σωματική αναπνοή πηγαίνει στα μιτοχόνδρια των κυττάρων και συμμετέχει στη διάσπαση της γλυκόζης, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα που αποβάλλουν προέρχεται από τη διάσπαση της γλυκόζης στα κύτταρα.
β) Αναερόβια αναπνοή. Γί(GLi)νεται κυρίως στους αναερόβιους μικροοργανισμούς, μύκητες και βακτήρια, αλλά και σε πολυκύτταρους οργανισμούς περιστασιακά, όταν δεν επαρκεί το οξυγόνο, π.χ. σε μυϊκά κύτταρα ή σε φυτικά κύτταρα, για παράδειγμα στους κονδύλους της πατάτας κ.α.
Η αναερόβια κυτταρική αναπνοή αποδίδει στο κύτταρο πολύ μικρότερα ποσά ενέργειας (δύο μόρια ΑΤΡ από ένα μόριο γλυκόζης), καθώς η διάσπαση της γλυκόζης δεν είναι πλήρης. Διακρίνεται σε αλκοολική ζύμωση, όπου η γλυκόζη διασπάται σε αιθυλική αλκοόλη, και σε γαλακτική ζύμωση, όπου διασπάται σε γαλακτικό οξύ. Προϊόντα αλκοολικής ζύμωσης είναι τα αλκοολούχα ποτά (κρασί, μπίρα κ.ά.) και το φούσκωμα του ψωμιού που γίνονται με τη βοήθεια συγκεκριμένων μυκήτων. Προϊόντα γαλακτικής ζύμωσης είναι πολλά γαλακτοκομικά προϊόντα (τυρί, γιαούρτι κ.ά.).
