การสลายสารอาหารระดับเซลล์

การสลายสารอาหารระดับเซลล์

    สารอาหารที่ลำเลียงเข้าสู่เซลล์และสามารถให้พลังงานแก่เซลล์ได้ เช่น มอโนแซ็กคาไรด์ กรดอะมิโน กลีเซอรอล และกรดไขมัน แต่เซลล์ยังไม่สามารถนำพลังงานจากสารอาหารเหล่านี้ไปใช้ได้จะต้องมีกระบวนการสลายสารอาหารภายในเซลล์เพื่อเปลี่ยนพลังงานของพันธะเคมี

ของสารอาหารให้มาอยู่ในรูปสารประกอบพลังงานสูงที่เซลล์พร้อมที่จะนำพลังงานไปใช้ได้เช่น ATP

เรียกกระบวนการสลายโมเลกุลของสารอาหารในเซลล์เพื่อให้ได้พลังงานนี้ว่า

การสลายสารอาหารระดับเซลล์ ( Cellular respiration )

ATP เป็นสารที่มีพลังงานสูงทำหน้าที่เก็บพลังงานที่ได้จากกระบวนการการสลายสารอาหารของเซลล์

ประกอบด้วยสารอินทรีย์ 2 ชนิดต่อกัน คือ เบสอะดีนีนกับน้ำตาลไรโบส ซึ่งเรียกว่าอะดีโนซีน

แล้วจึงต่อกับหมู่ฟอสเฟต 3 หมู่ หมูฟอสเฟตแรกที่จับกับน้ำตาลไรโบสมีพลังงานพันธะต่ำ

ส่วนพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างหมู่ฟอสเฟตแรกกับหมู่ที่ 2 และหมู่ที่ 2 กับหมู่ที่ 3 มีพลังงานพันธะสูง

เมื่อสลายสลายแล้วจะได้พลังงาน 7.3 กิโลแคลอรี/โมล

ขณะที่สิ่งมีชีวิตดำรงชีวิตอยู่ เซลล์จะมีการสลาย ATP โดย ATP

จะเปลี่ยนเป็น อะดีโนซีนไดฟอสเฟต ( adenosine diphosphate : ADP ) และหมู่ฟอสเฟต

หรือเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนมอโนฟอสเฟต ( adenosine monophosphate : AMP ) และหมู่ฟอสเฟต

เพื่อได้พลังงานสำหรับใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของร่างกายตลอดเวลา ดังนั้นจึงต้องมีการสร้าง ATP ใหม่ขึ้นมาทดแทน

กระบวนการสร้าง ATP จาก ADPและหมู่ฟอสเฟตนี้เรียกว่ากระบวนการฟอสโฟรีเลชัน ( Phosphorylation )

การสลายสารอาหารระดับเซลล์มีทั้งแบบใช้ ออกซิเจน และ ไม่ใช้ ออกซิเจน มีดังนี้

1.การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน

กระบวนการสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจนเป็นการสลายสารอาหารโดยเบื้องต้น

โดยการสลายจากกลูโคสเป็นพลังงาน ATP ซึ่งประกอบด้วย 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ คือ

1. ไกลโคลิซิส (Glycolysis)

2. วัฏจักครเครบส์ (Krebs cycle)

3. การถ่ายทอดอิเล็กตรอน (Electron transport chain)

2.การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน ATP ที่ได้จะมาจากกระบวนการ substrate-level phosphorylation

ขณะที่กลูโคสเปลี่ยนเป็นไพรูเวต จากนั้นผลผลิตสุดท้ายของไกลโคลิซีส คือ ไพรูเวต

ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนเพื่อจะออกซิไดซ์ NADH กลับไปเป็น NAD +

ซึ่งสามารถถูกนำกลับไปใช้ใหม่ใน วิถีไกลโคลิซีส ผลผลิตสุดท้าย (ที่ถือว่าเป็นของเสีย)

จากกระบวนการหมักดังรูปอาจจะเป็นแอลกอฮอล์ (ethanol) หรือแลกเตต (lactate )

ซึ่งเป็น lactic acid ในรูป ที่แตกตัว (ionized) แล้ว

ที่มา : http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G3/sumalee2/page.htm