Rakuhingamine (sisemine hingamine või aeroobne hingamine) tähistab kõiki metaboolseid protsesse, mille kaudu rakkudes energiat saadakse. Molekulaarne hapnik toimib selles protsessis oksüdeerijana. Seda vähendatakse ja sel viisil vesi moodustub hapnik ja vesinik.
Mis on rakuline hingamine?
Rakuhingamine tähendab kõiki metaboolseid protsesse, mille kaudu rakkudes energiat saadakse. Energia tarnimiseks võtavad rakud üles glükoos (dekstroos). The glükoos on seejärel jaotatud vesi or süsinik dioksiid mitokondrid või tsütoplasma. Sel viisil saavad rakud ühendi adenosiin trifosfaat (ATP), universaalne energiaallikas, mis on paljude ainevahetusprotsesside jaoks äärmiselt oluline. Üldiselt on rakuline hingamine jagatud kolmeks etapiks:
- Glükolüüs: Siin on üks molekul glükoos jaguneb kaheks molekulid of äädikhape. Igast glükoosi molekulist kaks C3 molekulid saadakse, mis transporditakse Eurocontrole mitokondrid, kus toimub järgmine lagunemisetapp.
- Tsitraaditsükkel: aktiveeritud äädikhape siseneb tsitraaditsüklisse ja laguneb mitmes etapis. Selle käigus vesinik vabaneb, mis on seotud nn vesiniku transpordiga molekulid. Kõrvalsaadusena moodustub CO2, mis seejärel rakust vabaneb ja eritub hingamise kaudu.
- Lõplikku oksüdatsiooni nimetatakse ka hingamisahelaks, kus vesinik saadud põletatakse vesi ja toodetakse ATP.
Selle järkjärgulise protsessi kaudu saab kasutada väga suurt hulka energiat. Ühest glükoosimolekulist saadakse kokku 36 ATP molekuli, mis vastab efektiivsusele üle 40 protsendi.
Funktsioon ja ülesanne
Igal keharakul on tuum, kust leitakse geneetiline teave. Rakk on välismaailmast eraldatud rakumembraan. See koosneb tunnelist valgud, glükoproteiinid, kolesterooli, letsitiinja rasvhapped. Terviklik rakumembraan on väga oluline, sest näiteks sellest sõltub jäätmetoodete kõrvaldamine või toitumine. Taim rasvhapped aasta rakumembraan parandada ka ainevahetust. Liigne summa kolesterooli või loomne rasv ja valk põhjustavad membraanide ja rakustruktuuri ning erinevate kudede vaheliste piirikihtide tahkumist. See muudab ainete vahetamise keerulisemaks ja ainult ebapiisavaks ainevahetuseks hapnik ja toitained viiakse rakkudesse. Lahtrite sees on mitokondrid, millel on oma geneetiline teave ja mis võivad ka paljuneda. Kehasoojus ja kehaenergia saadakse mitokondrite membraanides. Kui energiatootmine on häiritud, ilmnevad sellised haigused nagu vähk võib tekkida. Hapniku aatomid või vesiniku ioonid võivad rakkudesse sattuda hingatava õhu või toiduahela kaudu. Hapniku ja vesiniku erinevate oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsesside tõttu toimub energia tootmine. Elektroonid viiakse kaasenergia abil madalale energiatasemeleensüümide, vabastades energiat. Selle energia abil saab prootoneid mitokondrite seest pumbata nende intermembraansesse ruumi ja seejärel voolata tagasi sisse. See loob ATP (adenosiin trifosfaat), molekul, millel on keskne roll kehasoojuse ja kehaenergia salvestamisel. Adenosiin trifosfaati võib kirjeldada kui energia metabolism. Seega on rakul üle miljardi ATP molekuli, mida hüdrolüüsitakse või fosforüülitakse tuhandeid kordi päevas. Selles protsessis vabanevat energiat on vaja mitmesuguste ainevahetusreaktsioonide jaoks. Kui kaasrahastamine toimubensüümide hingamisahelas energia tootmine laguneb ja tekib happeline keskkond. Järelikult lahkuvad mitokondrid rakust või võivad surra ja tekib energiatootmise stagnatsioon, st toimub ebapiisav soojuse tootmine. See ilmneb näiteks enne seda vähk, kuna vähihaigetel on võimalik tuvastada madalamat kehatemperatuuri.
Haigused ja vaevused
Meie kehas on kujuteldamatult palju rakke, milles energiat toodetakse. Energia, ainete ja teabe vahetamine toimub rakumembraani kaudu. Keskkonnamürkide tõttu valgud, loomsed rasvad, vabad radikaalid ja happed, normaalne toitainete ja hapnikuga varustatus on takistatud, pealegi ei saa toksiine korralikult hävitada. Selle tagajärjel on rakkude energiatootmine häiritud ja geneetiline teave kahjustatud, mis võib viima paljude haiguste vastu. Vale toitumise, sigarettide tarbimise, raskemetallid, ülihapestumine, vaimne stress või krooniliste haiguste korral moodustuvad üha enam vabad radikaalid. Need kahjustavad keha struktuure ja viima enneaegse vananemiseni. Vabad radikaalid on molekulid, milles on kas ühte elektroni liiga vähe või liiga palju. Seetõttu püüavad nad luua a tasakaal noppides väga radikaalselt elektrone teistest molekulidest. Selle tulemusena toimub ahelreaktsioon, mille käigus molekulid hävivad või kahjustuvad. Väga sageli on vabad radikaalid nn hapnikuradikaalid, mis käivitavad oksüdatsiooniprotsessi ja hävitavad rasvad või ensüümide. Lisaks põhjustavad vabad radikaalid mutatsioone mitokondrite või rakutuuma DNA-s ja kahjustavad sidekoe. Need põhjustavad arvukalt kroonilisi haigusi nagu kõrge vererõhk, immuunpuudulikkus, Alzheimeri haigus, Parkinsoni tõbi, allergiad, diabeet, reuma or arterioskleroos. Kuna jääkained ladestuvad, toimub toitainete transport rakkude ja veri laevad on takistatud, sest vabad radikaalid ristsiduvad suhkur valgud, valgud ja kõik põhiained. See loob keskkonna patogeenid ja immuunsuskaitse on soositud. Kuna keha ei suuda radikaalide liiaga toime tulla, vajab see ensüümide Q10, mitmesuguste vitamiinid or seleen, mis muudab vabad radikaalid kahjutuks ja kaitseb keha.
