മനുഷ്യരിൽ സെല്ലുലാർ ശ്വസനം

നിര്വചനം

എയ്റോബിക് (പുരാതന ഗ്രീക്കിൽ നിന്ന് "എയർ" - എയർ) സെല്ലുലാർ ശ്വസനം എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന സെല്ലുലാർ ശ്വസനം, ഊർജ്ജ ഉൽപാദനത്തിനായി ഓക്സിജൻ (O2) കഴിക്കുന്നതിലൂടെ ഗ്ലൂക്കോസ് അല്ലെങ്കിൽ ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ പോലുള്ള പോഷകങ്ങളുടെ തകർച്ചയെ മനുഷ്യരിൽ വിവരിക്കുന്നു, ഇത് ആവശ്യമാണ്. കോശങ്ങളുടെ അതിജീവനം. ഈ പ്രക്രിയയിൽ പോഷകങ്ങൾ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതായത് അവ ഇലക്ട്രോണുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, അതേസമയം ഓക്സിജൻ കുറയുന്നു, അതായത് അത് ഇലക്ട്രോണുകളെ എടുക്കുന്നു എന്നാണ്. ഓക്സിജനിൽ നിന്നും പോഷകങ്ങളിൽ നിന്നും രൂപം കൊള്ളുന്ന അന്തിമ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO2), വെള്ളം (H2O) എന്നിവയാണ്.

സെല്ലുലാർ ശ്വസനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനവും ചുമതലകളും

മനുഷ്യശരീരത്തിലെ എല്ലാ പ്രക്രിയകൾക്കും ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. ശാരീരിക ചലനം, തലച്ചോറ് ഫംഗ്ഷൻ, ന്റെ അടി ഹൃദയം, ഉത്പാദനം ഉമിനീർ or മുടി കൂടാതെ ദഹനത്തിന് പോലും ഊർജം ആവശ്യമാണ്. കൂടാതെ, ശരീരത്തിന് നിലനിൽക്കാൻ ഓക്സിജൻ ആവശ്യമാണ്.

ഇവിടെ സെല്ലുലാർ ശ്വസനത്തിന് പ്രത്യേക പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഇതിന്റെയും ഗ്യാസ് ഓക്‌സിജന്റെയും സഹായത്തോടെ ശരീരത്തിന് ഊർജം അടങ്ങിയ പദാർത്ഥങ്ങളെ കത്തിച്ച് ആവശ്യമായ ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഓക്സിജൻ തന്നെ നമുക്ക് ഊർജം നൽകുന്നില്ല, എന്നാൽ ശരീരത്തിലെ രാസ ജ്വലന പ്രക്രിയകൾ നടത്താൻ അത് ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ നമ്മുടെ നിലനിൽപ്പിന് അത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.

ശരീരത്തിന് പല തരത്തിലുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ അറിയാം:

• ഗ്ലൂക്കോസ് (പഞ്ചസാര) പ്രധാന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സും അടിസ്ഥാന നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കും അതുപോലെ എല്ലാ അന്നജം അടങ്ങിയ ഭക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നും വിഭജിച്ച അന്തിമ ഉൽപ്പന്നവുമാണ്.
• ഫാറ്റി ആസിഡുകളും ഗ്ലിസറിനും കൊഴുപ്പ് പിളർപ്പിന്റെ അവസാന ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ്, മാത്രമല്ല ഊർജ ഉൽപ്പാദനത്തിലും ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്.
• പ്രോട്ടീൻ വിഭജനത്തിന്റെ ഉൽപ്പന്നമായ അമിനോ ആസിഡുകളാണ് ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളുടെ അവസാന ഗ്രൂപ്പ്. ശരീരത്തിൽ ഒരു നിശ്ചിത പരിവർത്തനത്തിന് ശേഷം, ഇവ പിന്നീട് കോശ ശ്വസനത്തിലും ഊർജ്ജ ഉൽപാദനത്തിനും ഉപയോഗിക്കാം

മനുഷ്യ ശരീരം ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് ഗ്ലൂക്കോസ് ആണ്. പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയുണ്ട്, അത് ഓക്സിജന്റെ ഉപഭോഗം കൊണ്ട് ആത്യന്തികമായി CO2, H2O എന്നീ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് ഉൾപ്പെടുന്നു, അതായത് ഗ്ലൂക്കോസിന്റെ വിഭജനവും ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ കൈമാറ്റവും പൈറുവേറ്റ് സിട്രേറ്റ് സൈക്കിളിലേക്ക് അസറ്റൈൽ-കോഎയുടെ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഘട്ടം വഴി (പര്യായപദം: സിട്രിക് ആസിഡ് സൈക്കിൾ അല്ലെങ്കിൽ കൂടി കാൻസർ സൈക്കിൾ). ഈ ചക്രത്തിൽ അമിനോ ആസിഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് പോഷകങ്ങളുടെ പിളർപ്പ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ സിട്രേറ്റ് സൈക്കിളിലേക്ക് ഒഴുകാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ "ചതച്ച" പ്രക്രിയയെ ബീറ്റാ-ഓക്സിഡേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

സിട്രേറ്റ് സൈക്കിൾ എല്ലാ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളും ഊർജ്ജ ഉപാപചയത്തിലേക്ക് നൽകാൻ കഴിയുന്ന ഒരു തരം വിതരണ പോയിന്റാണ്. ചക്രം നടക്കുന്നത് മൈറ്റോകോണ്ട്രിയ, മനുഷ്യകോശങ്ങളുടെ "ഊർജ്ജ നിലയങ്ങൾ". ഈ പ്രക്രിയകളിലെല്ലാം, എടിപിയുടെ രൂപത്തിലുള്ള ഊർജ്ജം ഭാഗികമായി ഉപഭോഗം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ ഇതിനകം തന്നെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പോലെ.

കൂടാതെ, മറ്റ് ഇന്റർമീഡിയറ്റ് എനർജി സ്റ്റോറുകൾ (ഉദാ. NADH, FADH2) പ്രധാനമായും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദന സമയത്ത് ഇന്റർമീഡിയറ്റ് എനർജി സ്റ്റോറുകൾ എന്ന നിലയിൽ മാത്രമേ അവയുടെ പ്രവർത്തനം നിറവേറ്റുകയുള്ളൂ. ഈ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് സ്റ്റോറേജ് തന്മാത്രകൾ സെൽ ശ്വസനത്തിന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു, അതായത് ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷന്റെ ഘട്ടം അല്ലെങ്കിൽ റെസ്പിറേറ്ററി ചെയിൻ എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്നു. എല്ലാ പ്രക്രിയകളും ഇതുവരെ പ്രവർത്തിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഘട്ടമാണിത്.

ശ്വസന ശൃംഖല, ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് മൈറ്റോകോണ്ട്രിയ, വീണ്ടും നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അതിൽ ഊർജ്ജ സമ്പന്നമായ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് സ്റ്റോറേജ് തന്മാത്രകൾ എല്ലാ-ഉദ്ദേശ്യ ഊർജ്ജ കാരിയർ എടിപി നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മൊത്തത്തിൽ, ഒരു ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രയുടെ അപചയം മൊത്തം 32 എടിപി തന്മാത്രകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. ശ്വസന ശൃംഖലയിൽ വിവിധ പ്രോട്ടീൻ കോംപ്ലക്സുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവ ഇവിടെ വളരെ രസകരമായ ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

ഇന്റർമീഡിയറ്റ് സ്റ്റോറേജ് തന്മാത്രകൾ ഉപഭോഗം ചെയ്യുമ്പോൾ, മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ ഡബിൾ മെംബ്രണിന്റെ അറയിലേക്ക് പ്രോട്ടോണുകൾ (H+ അയോണുകൾ) പമ്പ് ചെയ്യുന്ന പമ്പുകളായി അവ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അങ്ങനെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഉണ്ടാകും. ഇത് ഇന്റർമെംബ്രെൻ സ്പേസിനും മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിനും ഇടയിൽ ഒരു കോൺസൺട്രേഷൻ ഗ്രേഡിയന്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ സഹായത്തോടെ, ഒരു പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്ര ആത്യന്തികമായി രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് ഒരുതരം വാട്ടർ ടർബൈനിന് സമാനമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഈ ഗ്രേഡിയന്റ് വഴി പ്രോട്ടീൻ ഒരു എഡിപിയിൽ നിന്നും ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പിൽ നിന്നും ഒരു എടിപി തന്മാത്രയെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു.