Respiration, en kemisk reaktion som släpper ut energi, är avgörande för alla livsformer. Aerob andning sker i tre steg: glykolys, Krebs cykel och elektron transportkedja. För att förstå Krebs-cykeln är det viktigt att förstå andningsförloppet som helhet och skillnaden mellan aerob och anaerob andning.

Andningsförloppet

Växter respireras ständigt och gör aminosyror från sockerarter och andra näringsämnen för att bilda de proteiner som de behöver för att hålla sig vid liv. Människor, djur och fåglar behöver energi för att röra sig och upprätthålla en stadig kroppstemperatur när deras miljö är kallare än de är. Andning inbegriper en serie reaktioner som huvudsakligen drivs med glukos (fetter och proteiner används också), som oxideras för att skapa koldioxid och sedan syntetiseras för att ge celler energi i form av adenosintrifosfat (ATP). Andas inte med andning: andning släpper ut energi, medan andningen släpper in och ut ur lungorna.

Aerobic vs Anaerob Respiration

Aerobisk andning använder glukos och syre för att producera koldioxid och vatten som avfall. Aerob andning sker kontinuerligt i cellerna av växter och djur, med reaktionerna som sker inom små föremål i en cell, känd kollektivt som mitokondrier. Det här är där glykolys, Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan uppträder.

Aerobisk andning frigör 19 gånger mer energi än en annan typ av andning, anaerob andning, från samma mängd glukos. Medan aerob andning sker hela tiden sker anaerob andning under korta ansträngningar, högintensitetsrörelser, såsom tung viktliftning, sprintning och hoppning. Anaerob andning kräver inte syre eftersom mycket mindre energi släpps och glukos är inte helt uppbruten.

Krebs-cykeln

Den första etappen av aerob andning, glykolys, är beroende av enzymer för att bryta ner glukos, frigör energi och pyruvat. Detta följs av Krebs-cykeln, även känd som citronsyracykeln eller tricarboxylsyracykeln. Krebs-cykeln tar molekylerna pyruvat som skapas under glykolys för att producera högenergimolekyler av NADH, flavin-adenindinukleotid (FADH2) och vissa ATP.

När pyruvatmolekylerna bildas före Krebs-cykeln är de omvandlas från tre kolmolekyler till en substans som heter acetyl-koenzym A eller acetyl-CoA. I början av Krebs-cykeln kombinerar acetyl-CoA med en fyrkolsyra som kallas oxaloättiksyra för att göra en sex-kolsyra som kallas citronsyra. Citronsyra ger en serie omvandlingar, som involverar upp till 10 kemiska reaktioner utlöst av enzymer. I en av reaktionerna släpps hög energielektroner till nikotinamidadenindinukleotid (NAD). När NAD-molekylen uppnår en vätejon reduceras den till att bli NADH.

I en annan reaktion fungerar flavin-adenindinukleotid (FAD) som elektronacceptorn och plockar upp två vätejoner för att bli FADH2. NADH och FADH2 är viktiga föreningar för den sista etappen av aerob andning, elektrontransportkedjan (även känd som cytokrom-systemet), där de ger sina elektroner till proteiner och frigör energi. I slutet av Krebs-cykeln produceras oxaloättiksyra, vilket är exakt detsamma som oxaloättiksyra som börjar cykeln, och processen börjar om igen.

När anaerob andning inträffar finns det inget syre att fungera som den sista väteacceptorn. Detta innebär att varken Krebs-cykeln eller den efterföljande elektrontransportkedjan sker