أين تحدث عملية التنفس الخلوي
أين تحدث عملية التنفس الخلوي؟ ما هي مراحل إتمام عملية التنفس؟ تمثل هذه العملية جزء لا يتجزأ من الخلايا، والجدير بالذكر أن هذه العملية تتطلب القيام ببعض من المراحل حتى تقوم بطرح كافة المتفاعلات والطاقة الواجب توافرها في الكائنات الحية، وعادة يطلق على هذه العملية بأنها عملية تحويل الطعام إلى طاقة في أجسام الكائنات الحية، لذا سوف نعرض لكم كافة مراحل هذه العملية باستفاضة من خلال منصة وميض.
أين تحدث عملية التنفس الخلوي؟
تعد عملية التنفس واحدة من العمليات البيوكيميائية التي يتم من خلالها إنتاج الطاقة المتراكمة في جسم الكائن الحي، خاصة تلك القائمة على الروابط الكيميائية لأن هذا الأمر يعمل على تحسين كافة العمليات الحياتية، وقد يريد الكثير من الأشخاص معرفة أين تحدث عملية التنفس الخلوي؟ هذه العملية لا تختص خلايا محددة بل مختصة بجميع الخلايا التي توجد في جسم الإنسان.
خاصةً تتم في الميتوكوندريا التي تعد الموقع الأساسي لحدوث كل التفاعلات الكيميائية ويكون التركيز على الجزيئات الخاصة بعمليات الغذاء، وهي توجد في نواة الكائنات الحية، حيث يتم فيها تحليل كل الجلوكوز الذي يتراكم في الجسم وتحويله إلى طاقة يتم من خلالها عملية التنفس الخلوي، والجدير بالذكر أن هذه العملية يمكن أن تتم باستخدام الأكسجين أو بدونه.
اقرأ أيضًا: أسباب التعب وضيق التنفس من أقل مجهود
كيف تتم عملية التنفس الخلوي؟
بعد توضيحنا أين تحدث عملية التنفس الخلوي عادةً ما يفكر الكثير من الأشخاص خاصةً المهتمين بمجال الأحياء حول كيفية أداء هذه العملية، وقد أوضح المختصين في هذا المجال أن تلك العملية تتم من خلال حدوث عملية تفاعل بين كل من الأكسجين والجلوكوز، فتنتج عنها الجزيئات المتعلقة بالطاقة وهذه الجزيئات يطلق عليها اسم ATP.
عادة ما تقوم الخلية باستخدام هذه الجزيئات من أجل إنتاج كل من ثاني أكسيد الكربون والمياه التي تمثل المنتجات الثانوية بالنسبة للكائنات الحية، ولكي تتم هذه العملية يجب القيام بثلاثة عمليات أساسية:
- الأولى: تتمثل في تحلل السكر عن طريق الهواء.
- الثانية: التي تمثل دورة كريبس.
- الثالثة: التي يطلق عليها الفسفرة التأكسدية.
لكي تتمكن من فهم هذه المراحل يجب عليك الاطلاع على هذه المعادلة وهي:
مراحل إجراء التنفس الخلوي
هذه العملية تتم وفقًا لعدة مراحل أساسية، فلا يمكن تجاهل أو الاستغناء عن أي مرحلة منهما، لهذا بعد أن وضحنا أين تحدث عملية التنفس الخلوي سوف نعرض لكم هذه المراحل التي تتمثل فيما يلي:
1- المرحلة الأولى: تحلل الجلوكوز
هذه المرحلة تتكون من سلسلة مكونة من عدة تفاعلات كيميائية يتم من خلالها حدوث تحلل للسكر في جسم الكائنات الحية، تتم وفقًا لدورة محددة، وهذه الدورة تتمثل في الخطوات التالية:
- يحدث تحلل للجلوكوز وهو الأمر الذي يؤدي إلى انقسامه إلى جزئين.. الأول يتكون من حمض البيروفيك Pyruvic acid الذي يوجد في سيتوبلازم الخلية ثم تحدث عملية تحول ثنائي النوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين NAD+ التي يتم تحويلها إلى الشكل المختزل، من خلال هذه العملية البسيطة يتم إنتاج الأدينوسين ثلاثيُّ الفوسفاتATP وهو نوع من الطاقة.
- ثم يأتي الجزء الثاني من الدورة وهو انتقال حمض البيروفيك نحو الميتوكوندريا التي توجد في النواة وهنا يتم تحويله إلى أستيل مرافق الإنزيم-أ، ويرى بعض العلماء أن هذه المرحلة هي مرحلة مستقلة عن الدورة، ويطلقون عليه مصطلح التفاعل الانتقالي.
اقرأ أيضًا: علاج صعوبة بلع الريق وضيق التنفس
2- المرحلة الثانية: حلقة كريبس
تمثل هذه المرحلة الجزء الثاني الخاص بدورة التنفس الخلوي ومن خلالها يتم تحديد كل ذرات الهيدروجين التي توجد في الاستيل، وهذا الأمر ما يرافق الإنزيم-أ والأكسجين، وذلك لأنه يتم من خلالها إنتاج ما يلي:
- طرح عدد 4 جزيئات من الأدينوسين ثلاثيُّ الفوسفات.
- جزء واحد من أميد النيكوتين المختزل والنوكليوتيد الأدنين.
- كما يطرأ عنها بعض النواتج الثانوية من أهمها ثاني أكسيد الكربون والمياه.
3- المرحلة الثالثة: الفسفرة التأكسدية
هذه السلسلة تتكون من مجموعة مميزة من التفاعلات التي يتم من خلالها طرح مجموعة معينة من الإلكترونيات، والجدير بالذكر أن جزيء ثنائي النوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين المختزل يقومان بتحرير هذه الإلكترونيات، وهذا الأمر يتم من خلال سلسلة تتكون من مجموعة من النواقل الإلكترونية التي يحدث من خلالها تكون ذرات الأكسجين التي تقوم بدورها بإنتاج ذرات المياه.
مما يساعده على التحرر، ولكن خلال إتمام هذه العملية تفقد الإلكترونيات جزء كبير من الطاقة وذلك لأنها تقوم بإنتاج حوالي 32 جزيء من الأدينوسين ثلاثيُّ الفوسفات ولهذا يطلق على هذه المرحلة اسم الفسفرة التأكسدية.
أنواع عملية التنفس الخلوي
هذه العملية لها نوعين يكون لكل نوع أهمية بالغة، والجدير بالذكر أنه يمكن الاعتماد فيها على الأكسجين أو تجاهله، ولكي تفهم مراحل عملية التنفس يجب عليك التعرف على التشابه والاختلاف القائم بين العمليتين، وهذا في إطار عرضنا أين تحدث عملية التنفس الخلوي، وهذه الأنواع تتمثل فيما يلي:
1- عملية التنفس الهوائي
هي عملية تتطلب وجود الأكسجين لكي تحدث، وهي من أهم المميزات التي تعرف بها الخلايا حقيقة النواة، وعادةً ما تتطلب هذه العملية توافر كمية كافية من الأكسجين، ولكي تفهم تلك العملية يجب التعرف على هذه المعلومات التي تشكل أوجه الفرق والتشابه بينها وبين النوع الثاني، تأتي على النحو التالي:
- المتفاعلات: تحدث التفاعلات بين كل من الجلوكوز والأكسجين.
- موقعها: تحدث في السيتوبلازم في مرحلة التحلل السكري، والميتوكوندريا.
- مراحلها: تتم من خلال 3 عمليات وهم (تحلل السكري، وحلقة كريبس، والفسفرة التأكسدية).
- كمية الطاقة: تنتج هذه العملية حوالي 36 جزيئًا من الطاقة.
- النواتج الخاصة بها: تلك العملية تنتج كل من ماء، وثاني أكسيد الكربون، وطاقة.
اقرأ أيضًا: أسباب ضيق التنفس المفاجئ والدوخة
2- عملية التنفس اللاهوائي
تختلف في أنها تحدث وقت عدم توافر الأكسجين، وهذه العملية تمثل المصدر الوحيد والأساسي لبعض أنواع من البكتيريا اللاهوائية لكي تتمكن من الحصول على الطاقة، وتتمثل أوجه الاختلاف فيها عن العملية الأولى في الآتي:
- المتفاعلات: الغلوكوز.
- موقعها: تمثل الجزء السائل من السيتوبلازم.
- مراحلها: تتم هذه العملية من خلال مرحلتين وهم (التحلل السكري، وعملية التخمير).
- كمية الطاقة: هذا النوع يعرف عنه أنه يقوم بإنتاج كمية قليلة من الطاقة تمثل جزيئان فقط.
- النواتج المترتبة عليها: ينتج عن هذه العملية مجموعة من النواتج التي تتمثل في: (حمض اللاكتيك وطاقة في الحيوانات، أو إيثانول وثاني أكسيد الكربون وطاقة في الخميرة).
هكذا جاءت كافة المراحل التي تتم من خلالها عملية التنفس الخلوي، مع العلم أن هذه العملية يجب أن تتوافر بها كافة المراحل السابقة لكي تتم.