อะตอม (Atom) คือหน่วยพื้นฐานของธาตุ ไม่สามารถแบ่งแยกด้วยวิธีการใดๆ ธาตุทุกชนิดประกอบด้วยอะตอมจำนวนมาก ซึ่งอะตอมเหล่านี้ประกอบด้วย อนุภาคโปรตอน (Proton) นิวตรอน (Neutron) และอิเล็กตรอน (Electron)
กระบวนการหายใจระดับเซลล์หรือแคแทบอลิซึมของสารอาหารที่ให้พลังงาน แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ ได้ดังนี้ ขั้นที่ 1 การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ของสารชีวโมเลกุลหรือสารอาหารที่ให้พลังงาน เพื่อเปลี่ยนเป็น acetyl- CoA
การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลูโคส (oxidation of glucose)
การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดไขมัน (oxidation of fatty acids)
การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดอะมิโน (oxidation of amino acids)
ขั้นที่ 2 การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ acetyl-CoA ในวัฏจักรกรดซิตริก (citric acid cycle) ในขั้นนี้จะมี 4 ขั้นตอนย่อย และจะมีการให้อิเล็กตรอนออกมา
ขั้นที่ 3 การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปสู่ลูกโซ่การหายใจในไมโทคอนเดรีย สาร NAD+ และ FAD เข้ามารับอิเล็กตรอน (NADH และ FADH2) แล้วส่งไปยังไมโทคอนเดรียเพื่อใช้ในการสร้าง ATP
กระบวนการย่อยหรือออกซิเดชันของกลูโคสออกเป็น 3 ระยะ ดังนี้
ระยะที่ 1 การสลายกลูโคสให้เป็น 2 ไทรโอสฟอสเฟต (triose phosphate)
ระยะที่ 2 การเปลี่ยนไทรโอสฟอสเฟต (triose phosphate) ให้เป็นไพรูเวท (pyruvate) ด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ระยะที่ 3 การเปลี่ยนไพรูเวท (pyruvate) ให้เป็นสารที่มีสองหรือสามคาร์บอน
ผลผลิตของปฏิกิรยาไกลโคไลซิส
น้ำตาลกลูโคสมีความสำคัญสำหรับการดำรงชีวิตเนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับร่างกาย ในปฏิกิรยาไกลโคไลซิสพบว่าขั้นตอนการสลายน้ำตาลกลูโคสจากสารที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ไปเป็น pyruvic acid หรือไพรูเวตที่มีคาร์บอน 3 อะตอม จะให้ผลผลิตที่สำคัญออกมา 2 ตัวได้แก่
- ATP โดยการผลิต ATP ในปฏิกิริยาไกลโคไลซิสอาศัยขั้นตอนการสร้าง ATP แบบที่เรียกว่า substrate level phosphorylation ซึ่งการสร้าง ATP วิธีนี้จะเป็นการอาศัยสารตั้งต้นที่มีพลังงานสูงในการสร้าง ATP ดังนั้นเราจะพบขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงน้ำตาลกลูโคสให้กลายเป็นโมเลกุลพลังงานสูงโดยผ่านปฏิกิริยาย่อยหลายขั้นตอน
- NADH ซึ่งจัดเป็นโมเลกุลที่เป็น electron carrier หรือตัวกลางในนำอิเลกตรอนจากสารอาหารไปผ่านขั้นตอนต่างๆภายในไมโตคอนเดรียเพื่อทำให้ได้พลังงานในรูปของ ATP นั้นเอง
ไกลโคไลซิส Glycolysis (From glycose, an older term for glucose and lysis ==> degradation) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่พบบริเวณ cytosol ของเซลล์เกิดขึ้นเพื่อสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานหลักๆจะเป็นการศึกษาการสลายน้ำตาลกลูโคส โดยปฏิกิริยาของ Glycolysis สามารถพบได้ได้ทั้งเซลล์โปรคาริโอต (Prokaryotic cell) และยูคาริโอต (Eukaryotic cell)
กระบวนการไกลโคไลซิสแบ่งออกเป็น 2 ช่วงเกิดขึ้นโดยมีปฏิกิริยาทั้งสิ้น 10 ขั้นตอน
- Investment phase หรือ chemical priming phase ขั้นตอนนี้มีการใช้พลังงาน ATP จำนวน 2 โมเลกุลเพื่อเปลี่ยน glucose ไปเป็นfructose-1,6-bisphosphate (F-1,6-BP)
- Energy-yielding phase ขั้นตอนที่จะมีการให้พลังงาน ATP จำนวน 4 โมเลกุล จากการเปลี่ยน F-1,6-BP เป็นpyruvate ในขณะเดียวกันก็จะมีการผลิต NADH เพิ่มขึ้นมาด้วย
แหล่งข้อมูล การหายใจระดับเซลล์
