การสลายอาหารระดับเซลล์

ใครเก่งๆช่วยอธิบายการสลายอาหารให้ทีดิ ทั้งใช้ออกซิเจนและไม่ใช้


ความคิดเห็นที่ 1 

PCR (Guest)
26 ก.พ. 2547 13:36
  1. ไปหาอ่านเอาซิครับ.



ความคิดเห็นที่ 2

เค (Guest)
26 ก.พ. 2547 18:38
  1. ผมก็ก็ไม่รู้ครับกำลังหาคำตอบอยู่เหมือนกัน ขอโทษครับ



ความคิดเห็นที่ 3

Halley (Guest)
29 ก.พ. 2547 19:07
  1. พูดถึงการหายใจระดับเซลล์ใช่ไหมเอ่ย



ความคิดเห็นที่ 4

พระยาขยายกำจายมูลมูก (Guest)
6 มี.ค. 2547 00:49
  1. -_-'



ความคิดเห็นที่ 5

9! (Guest)
7 มี.ค. 2547 20:46
  1. เซลล์ทุกเซลล์จำเป็นต้องหายใจหรือไม่ แล้วถ้าเซลล์ไม่หายใจจะเป็นยังไง



ความคิดเห็นที่ 6

เส้นเล็กน้ำใส (Guest)
7 มี.ค. 2547 21:20
  1. เซลล์ทุกเซลล์จำเป็นต้องหายใจครับ ถ้าไม่หายใจก็คือเซลล์ที่ตายแล้ว ในเซลล์พืชก็มีการหายใจหรือการหายใจเหมือนกันน่ะครับไม่ได้มีเฉพาะของสัตว์



ความคิดเห็นที่ 7

Bieriology (Guest)
19 มี.ค. 2547 08:52
  1. การหายใจระดับเซลล์คือการเปลี่ยนพลังงานเคมีที่สะสมในอยู่ในพันธะของสารอาหาร มาอยู่ในรูปที่เซลล์ใช้ได้นะครับ ฉะนั้น ถ้าเซลล์ไหนต้องการพลังงาน เซลล์นั้นก็ต้องหายใจเพื่อนำพลังงานมาใช้นะครับ



ความคิดเห็นที่ 8

familyclass2@yahoo.com (Guest)
9 ธ.ค. 2547 12:27
  1. มีเว็บไซค์ไหมครับ



ความคิดเห็นที่ 9

vira (Guest)
26 ธ.ค. 2547 12:26
  1. การหายใจ (respiration) คือ การสลายอาหารเพื่อให้ได้พลังงานออกมาใช้ มี 2 แบบ คือ

    intracellular respiration คือ การสลายอาหารในระบบเซลล์และ

    extracellular respiration คือ การหายใจภายนอก (คือ การสูดอากาศเข้าไป โดย ผ่าน จมูก คอหอย หลอดลม ปอด ถุงลมปอด ตามลำดับ)

    สำหรับการหายใจ(สลายอาหาร)ระดับเซลล์(intracellular respiration) พวกคาร์โบไฮเดรต จะถูกย่อยเป็นกลูโคสและดูดซึมเข้าเส้นเลือดฝอยในลำไส้เล็ก กลูโคสที่เข้าสู่เซลล์ จะผ่านขั้นตอน 4 ขั้น ดังนี้ (อย่างสรุป)

    1. glycolysis => Glucose ---> pyruvic acid ได้ 2 ATP ได้ 2 NADH

    2. Acetyl CoA synthesis => pyruvic acid ---> Acetyl CoA ได้ 2NADH ได้ 2Carbondioxide

    3. Kreb cycle => Acetyl CoA ---> (เปลี่ยนไปเรื่อย ๆ เป็นสารมากมาย และวนกลับเป็นสารเดิมอีกครั้ง โดยระหว่างทางจะได้ 6NADH 2FADH2 2ATP 4Carbondioxide)

    4. Electron transport => NADH และ FADH2 เปลี่ยนเป็นสารต่าง ๆ โดยมี Cytrochrome ต่างๆ มารับ ไป และเปลี่ยนเป็น ATP ได้ทั้งหมด 30 ATP และ ได้ 4 FADH2

    สรุป

    ได้ ATP ทั้งหมด 38 (แต่บางทีก็ 36 แล้วแต่ตัวที่มารับอีเล็กตรอนในช่วง glycolysis)

    ส่วน การสลาย กรดอะมิโนและ กรดไขมัน ยังม่ายรู้เรื่อง .... ให้คนอื่นมาอธิบายเหอะ....



ความคิดเห็นที่ 10

มูมู่ (Guest)
26 ธ.ค. 2547 19:34
  1. กระบวนการหายใจระดับเซลล์เป็นการผลิตพลังงานจากสารอาหารที่เซลล์ได้รับ พลังงานที่ได้จะสะสมอยู่ใน รูปของพลังงานพันธะ เมื่อเซลล์ต้องการใช้พลังงาน ก็จะสลายพันธะดังกล่าวเพื่อปลดปล่อยพลังงานออกมา ใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของเซลล์ เช่น การนำสารบางชนิดเข้าสู่เซลล์, การเคลื่อนที่ เป็นต้น



    สารอินทรีย์ที่สามารถสร้างพันธะเพื่อสะสมพลังงานได้มีหลายชนิด แต่สารอินทรีย์ที่สำคัญมากที่สุดที่ใช้ใน การสะสมพลังงานในสิ่งมีชีวิตคือ ATP (ADENOSINETRIPHOSPHATE) ชื่อของสารอินทรีย์บอกให้เรา ทราบว่าสารนี้ประกอบด้วยหมู่ฟอสเฟต 3 หมู่ (TRI = 3) การสลายพันธะระหว่างหมู่ฟอสเฟตจะเป็น การปลอดปล่อยพลังงานที่สะสมอยู่ในพันธะออกมา ในทางกลับกันการสร้างพันธะเหล่านี้ก็ต้องอาศัย พลังงานเช่นกัน (ดูรูปที่ 1)









    เนื่องจาก ATP มีความสำคัญมากในการสร้างพลังงานภายในเซลล์ เซลล์จึงต้องสร้าง ATP ขึ้นมาใหม่ ตลอดเวลา ถ้าเราให้ร่างกายของคนเราประกอบด้วยเซลล์ประมาณ 20-30 ล้านล้านเซลล์ แต่ละเซลล์ จะต้องสลาย ATP ประมาณ 1-2 พันล้านโมเลกุล ให้เป็น ADP ทุก ๆ นาที หรือเทียบเท่ากับน้ำหนัก ถึงประมาณ 40 กิโลกรัมต่อวัน! เพื่อให้เราสามารถดำรงชีวิตได้อย่างปกติสุข ดังนั้นเซลล์จะต้องสร้าง ATP ขึ้นมาใหม่ ADP ที่เป็นผลจากการสลาย ATP จึงจะสามารถสร้าง ATP ได้พอกับความต้องการ



    สารอินทรีย์อีกชนิดที่คล้ายคลึงกันคือ GTP (GUANOSINE TRIPHOSPHATE) ก็สามารถสะสม พลังงานในรูปของพลังงานพันธะและสามารถถ่ายทอดพลังงานนี้ไปยัง ATP ได้อีกด้วย (1 โมเลกุล GTP จะสามารถสร้าง ATP ได้ 1 โมเลกุล)



    นอกจากนี้ยังมีสารอินทรีย์อีกพวกหนึ่ง สามารถเก็บสะสมพลังงานจากสารอาหารในรูปของอิเล็กตรอน ซึ่งจะสามารถปล่อยพลังงานที่สะสมไว้ออกมา เมื่อมีการถ่ายเทอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนอื่น ๆ พลังงานเหล่านี้จะถูกนำไปใช้สังเคราะห์ ATP เพื่อสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไป สารเหล่านี้ได้แก่ NAD+ (NICOTINAMIDE ADENINE DINUCLEOTIDE) และ FAD (FLAVIN ADENINE DINUCLEOTIDE) ในการรับอิเล็กตรอนของ NAD+ และ FAD นั้นมักมีการรับโปรตอน (H+) มาด้วย ทำให้โมเลกุลของสารทั้งสองตัวที่รับอิเล็กตรอนมาแล้วอยู่ในรูปของ NADH (ดูรูปที่ 2) และ FADH2 ตามลำดับ









    การสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานนั้นเซลล์ต้องใช้กระบวนการซับซ้อนเพื่อค่อย ๆ ปล่อยพลังงาน ออกมาอย่างช้า ๆ เซลล์จึงจะสามารถนำพลังงานเหล่านั้นไปเก็บสะสมในรูปของ ATP ได้อย่างมี ประสิทธิภาพ และถึงกระนั้นก็ตามพลังงานจำนวนมากก็สูญเสียไปในรูปของความร้อน ดังนั้นถ้าการปล่อย พลังงานของสารอาหารในสิ่งมีชีวิตเป็นไปอย่างรวดเร็ว นอกจากอาจทำให้เซลล์ได้รับพลังงานลดลงแล้ว อาจเกิดความร้อนสูงเกินไปจนเป็นอันตรายต่อเซลล์



    สารอาหารที่ถูกใช้เป็นตัวอย่างในการศึกษาการสลายสารอาหาร คือ น้ำตาลกลูโคส การสลายน้ำตาลกลูโคส จะต้องอาศัยกลุ่มของปฏิกิริยา 3 กลุ่ม คือ ไกลโคลิซิส (GLYCOLYSIS), การสร้างแอซีติลโคเอนไซม์ เอ และ วัฏจักรเครบส์









    ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยสลายกลูโคส คือ พลังงาน, คาร์บอนไดออกไซด์, น้ำและสารอื่น ๆ ที่ได้จาก การนำเอาสารในกระบวนการย่อยสลายไปสังเคราะห์ขึ้น การคำนวณหาพลังงานที่ได้อาจพิจารณาจาก แผนภาพง่าย ๆ นี้ (ดูรูปที่ 4)









    จะเห็นได้ว่าในการย่อยสลายกลูโคสจะได้พลังงานในรูปของ ATP และ GTP จำนวนหนึ่ง ส่วนพลังงานที่เก็บ ในรูปของอิเล็กตรอนใน NADH และ FADH2 นั้น จะถูกเปลี่ยนเป็น ATP โดยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนไปยัง ตัวรับอิเล็คตรอนต่าง ๆ หรือที่เรียกว่า ออกซิเดทีพฟอสโฟริเลชั่น (OXIDATIVE PHOSPHORYLATION) ดังนี้ (ดังรูปที่ 5)









    จากแผนภูมิข้างต้นทำให้เราสามารถสรุปได้ว่า NADH1 โมเลกุลเมื่อถ่ายทอดอิเล็กตรอนแล้วจะปลดปล่อย พลังงานเพียงพอสำหรับการสังเคราะห์ ATP 3 โมเลกุล ส่วน FADH2 ให้เพียง 2 ATP เท่านั้น แต่เนื่องจาก ว่าการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจะเกิดในไมโทคอนเดรีย (MITOCHONDRIA) เท่านั้น ดังนั้น NADH ที่เกิดจาก ไกลโคลิซิส ในส่วนที่เรียกว่า ไซโทพลาซึม (CYTOPLASM) ของเซลล์ จะต้องถูกนำเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย เพื่อ ถ่ายทอดอิเล็กตรอน ในเนื้อเยื่อหัวใจ ตับ และไต NADH จะส่งโปรตอนและอิเล็กตรอนไปยัง NAD+ ที่อยู่ ภายในไมโทคอนเดรียด้วยกระบวนการที่ซับซ้อน NADH ที่เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย จะถูกเปลี่ยนให้เป็น ATP โดยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนผลลัพธ์ของการถ่ายเทอิเล็กตรอนจึงเท่ากับ 3 ATP ตามเดิม ส่วนในเนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อลายสมอง และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการบินของแมลง NADH จะส่งโปรตอนและอิเล็กตรอนไปยัง FAD จึงได้พลังงานเพียง 2 ATP



    ด้วยเหตุผลที่กล่าวมาแล้วผลรวมของการย่อยสลายกลูโคสในเนื้อเยื่อ หัวใจ ตับ และไตจึงอาจมีค่าเท่ากับ



    6 ATP - 2 ATP + 3(10ATP) + 2(2ATP) = 38 ATP





    ส่วนในเนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อลาย สมอง และกล้ามเนื้อที่ใช้ในการบินของแมลงจะมีค่าเท่ากับ



    6 ATP - 2 ATP + 2(2ATP) + 3(8ATP) + 2(2ATP) = 36 ATP





    ในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนนั้นจะสังเกตได้ว่า ออกซิเจนจะเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย นั่นแสดงให้เห็น ว่าการที่ร่างกายของเราหายใจเอาออกซิเจนเข้าไปนั้น ก็เพื่อไปใช้ในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนนั่นเอง และเมื่อ เราหายใจออกก็เป็นการถ่ายเทเอาของเสียคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ที่ได้จากการย่อยสลายสารอาหารออกมา (ในช่วงวัฏจักรเครบส์) เราจึงเรียกการหายใจระดับเซลล์แบบนี้ว่า การหายใจแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic respiration



ความคิดเห็นที่ 11

มูมู่ (Guest)
26 ธ.ค. 2547 19:38
  1. การหายใจระดับเซลล์

    การหายใจเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลังงานเคมีที่อยู่ในโมเลกุลของอินทรียสาร ให้เป็นพลังงานที่เซลล์จะนำไปใช้ประโยชน์ได้

    การหายใจเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ถูกควบคุมโดยเอนไซม์ จึงทำให้อินทรียสารค่อยๆสลายตัว พลังงานจะถูกปล่อยออกมาทีละน้อย เซลล์สามารถนำไปสร้างเป็น ATP สะสมไว้ ATP เป็นสารที่มีพลังงานสูง จึงไม่ทำให้อุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น จนถึงขั้นเป็นอันตราย การสร้าง ATP หรือการหายใจระดับเซลล์นั้น เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอน



    6.1 ระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอน เป็นระบบที่ประกอบด้วยกระบวนการย่อยๆที่เกิดต่อเนื่อง และสัมพันธ์กัน 3 กระบวนการ คือ

    6.1.1 กระบวนการออกซิเดชันของซับสเตรต (substrate oxidation) อินทรียสารเริ่มต้นจะถูกออกซิไดส์ ทำให้โมเลกุลสลายตัวเล็กลง ดังเช่น อินทรียสารที่มีคาร์บอนหลายอะตอมในโมเลกุลจะถูกออกซิไดส์เป็น CO2 การสลายตัวของอินทรียสารที่เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีจำนวนคาร์บอนมากๆ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันหลายขั้นตอน จนกว่าจะได้ CO2 ดังนี้



    ไฮโดรคาร์บอน



    แอลกอฮอล์



    แอลดีไฮด์



    กรด



    CO2



    ตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันที่เกิดกับแบคทีเรียที่ใช้มีเทน (CH4) มีเทน จะถูกออกซิไดส์โดยการดึง H ออกมาทีละคู่ จึงเรียกว่าเกิดปฏิกิริยาดีไฮโดรจิเนชันซึ่งถูกควบคุมโดยเอนไซม์ดีไฮโดรจิเนส H ที่ถูกดึงออกมา จะมีสารมารับและส่งต่อกันไปตามกระบวนการที่ 6.1.2 ในการนี้จะมีพลังงานปล่อยออกมาซึ่งเซลล์จะนำไปสร้าง ATP ตามกระบวนการที่ 6.1.3 หรือ ETS ไฮโดรเจนที่ได้จากการออกซิเดชันของอินทรียสารจะถูกลำเลียงไปให้กับสารรับไฮโดรเจนในรูปของไฮโดรเจนอะตอมหรือในรูปของอิเล็กตรอนไฮโดรเจนอะตอมประกอบด้วย H+ กับอิเล็กตรอน (H=H+ + e-) ซึ่งจะถูกถ่ายทอดได้ 2 แบบ คือ แบบมีออกซิเจนมารับ (aerobic transfer) และแบบไม่มีออกซิเจนมารับ (anaerobic transfer)

    เมื่อซับสเตรตถูกออกซิไดส์ ไฮโดรเจนจะถูกดึงออกมาโมเลกุลนั้นๆ จะมีสารรับไฮโดรเจนมารับและส่งต่อกันเป็นทอดๆดังรูปที่ 2.11 สารที่ทำหน้าที่รับและส่งไฮโดรเจนที่สำคัญคือ NAD+ , FAD โคเอนไซม์ ไซโทโครม และ O2 ซึ่งเป็นตัวรับไฮโดรเจนตัวสุดท้าย







    รูปที่ 2.11 สรุปการถ่ายทอดไฮโดรเจน หรืออิเล็กตรอน ในกระบวนการถ่ายทอด อิเล็กตรอนแบบมีออกซิเจนมารับ และกระบวนการถ่ายทอดพลังงาน

    (ที่มา : วิสุทธิ์ ใบไม้ และคนอื่นๆ .2530 : 110)



    การที่เซลล์ส่งไฮโดรเจนเป็นทอดๆจะมีพลังงานปล่อยออกมา เซลล์จะนำไปสร้าง ATP และยังทำให้การรวมตัวของไฮโดรเจน กับออกซิเจนไม่เกิดพลังงานมากจนถึงขั้นทำให้เซลล์เป็นอันตรายได้

    จากรูป 2.11 จะเห็นได้ว่าถ้ามี NAD+ เป็นตัวรับไฮโดรเจนตัวแรกแล้ว เมื่อถ่ายทอดไฮโดรเจนไปถึงออกซิเจน จะได้พลังงานที่นำไปสร้าง ATP ได้ 3 โมเลกุลต่อไฮโดรเจน 2 อะตอม ในบางกรณีจะมี FAD มารับไฮโดรเจนเป็นตัวแรกจะได้ ATP เพียง 2 โมเลกุลต่อไฮโดรเจน 2 อะตอม พลังงานที่จะสร้าง ATPได้ 1 โมเลกุลนั้นใช้พลังงาน 7000 แคลอรี่ หรือ 7 กิโลแคลอรี

    6.1.3 กระบวนการถ่ายทอดพลังงานเป็นกระบวนการที่เซลล์สามารถนำ พลังงาน จาก 2 กระบวนการที่กล่าวมาแล้วมาเก็บไว้ในโมเลกุลของ ATP ทำให้พลังงานไม่สูญเสียไปในรูปความร้อน ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเซลล์

    พลังงานที่ได้จากการสลายตัวของซับสเตรตเป็นพลังงานแหล่งแรก ซึ่งได้พลังงานน้อย พลังงานแหล่งที่สองได้จากการถ่ายทอดอิเล็กตรอน ซึ่งจะได้มากกว่าแหล่งแรก

    การหายใจระดับเซลล์จะเกิดทั้ง 3 กระบวนการต่อเนื่องกัน เมื่อสลายตัวอย่างสมบูรณ์ จะได้ผลลัพธ์สุดท้ายเป็น CO2 กับ H2O เสมอ



    6.2 การสลายคาร์โบไฮเดรตให้เป็นพลังงานในเซลล์ เซลล์จะใช้น้ำตาลเฮกโซส เช่น กลูโคส และฟรุกโทส เป็นสารตั้งต้น ที่จะสลายตัวให้พลังงาน การสลายตัวของเฮกโซสจะเกิดขึ้น 3 ขั้นตอน ดังนี้

    6.2.1 กระบวนการไกลโคลิซิส (glycolysis) กระบวนการนี้เกิดที่ไซโทพลาซึมของเซลล์ จะเกิดการสลายตัวของกลูโคส และฟรุกโทสเป็นกรดไพรูวิก 2 โมเลกุล ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นมีถึง 9 ขั้น แต่พอสรุปได้ ดังรูป 2.12

    สารที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาไกลโคลิซิสเกิดขึ้นแล้ว ก็จะทำปฏิกิริยาต่อไปอีกหลายขั้น ขั้นสุดท้ายได้กรดไพรูวิก 2 โมเลกุลและ ATP ซึ่งคิดจำนวน ATP ที่ได้จากปฏิกิริยานี้ 4ATP แต่ตอนต้นปฏิกิริยาต้องใช้ 2ATP จึงหักลบแล้วเหลือ 2ATP แต่ยังสามารถคิดจำนวน ATP จาก 2NADH2 ที่เกิดขึ้น (1NADH2 = 3 ATP) จึงได้ 6ATP รวม ATP ทั้งสิ้น คือ 2ATP+6ATP = 8ATP







    รูปที่ 2.12 แผนภาพแสดงปฏิกิริยา ไกลโคลิซิส

    (ที่มา : Purves and Orians . 1983 : 166)



    จากกระบวนการไกลโคลิซิส จะเกิดผลลัพธ์ เป็น 2 กรดไพรูวิก + 8 ATP

    ในกรณีที่เป็นการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน กรดไพรูวิกจะเป็นตัวรับไฮโดรเจนเป็นตัว สุดท้าย หากเป็นเซลล์พืช เช่น เซลล์ยีสต์ ผลลัพธ์ขั้นสุดท้ายของการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน จะเป็นเอทิลแอลกอฮอล์



    NADH + H+ NAD+



    2H



    CH3-CO-COOH + 2H CH3-CH2-OH + CO2

    (เอทิลแอลกอฮอล์)



    ถ้าเป็นเซลล์สัตว์ เช่น เซลล์กล้ามเนื้อลายของเราจะได้ผลลัพธ์ขั้นสุดท้ายของการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน เป็นกรดแลกติก ดังสมการ



    CH3–CO-COOH + 2H

    ( กรดไพรูวิก ) CH3–CH-COOH



    OH

    (กรดแลกติก)





    ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดไพรูวิก เป็นเอทิลแอลกอฮอล์ และกรดแลกติก ดังกล่าวมาแล้ว เรียกว่าการหมัก ( fermentation ) ซึ่งให้พลังงานเพียง 2 ATP เท่านั้น

    6.2.2 วัฏจักรกรดซิทริก (citric acid) เนื่องจากวัฏจักรนี้ ค้นพบโดย Kerb จึงเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า วัฏจักรเครบส์ (Kerb’s cycle) เป็นกระบวนการที่เกิดต่อจาก ไกลโคลิซิส ตำแหน่งที่เกิดวัฏจักรนี้ คือ ที่ไมโตคอนเดรีย ก่อนที่จะเข้าสู่วัฏจักร กรดซิทริก กรดไพรูวิกจะเกิดการเปลี่ยนแปลงและทำปฏิกิริยากับโคเอนไซม์เอ (H-S-CoA) เสียก่อน ได้ผลเป็น อะเซทิลโคเอ ดังสมการ



    2(2H)



    2CO2 2H-S-CoA



    2CH3-CO-COOH 2 CH3-CO-H 2CH3-CO-S-CoA

    (กรดไพรูวิก) (อะเซทิลดีไฮด์) (อะเซทิลโคเอ)



    จากสมการนี้ H จำนวน 2 คู่ [2(2H)] ที่ได้จากการสลายตัวของกรดไพรูวิก 2 โมเลกุล จะได้อะเซทิลโคเอ 2 โมเลกุล และเมื่อ H2 คู่นี้ ผ่านระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอน (ETS) จนถึง O2 จะให้พลังงาน 6ATP

    สรุปได้ว่า การเปลี่ยนแปลงกรดไพรูวิก 2 โมเลกุล เป็น อะเซทิลโคเอ 2 โมเลกุล จะได้ 2CO2 + 6ATP

    ต่อจากนั้น อะเซทิลโคเอ จึงผ่านเข้าสู่วัฏจักรกรดซิทริก ซึ่งประกอบด้วยปฏิกิริยา 9 ขั้น จนได้ CO2 กับ H2O ดังรูปที่ 2.13







    รูปที่ 2.13 แผนภาพแสดง วัฏจักรกรดซิทริก วัฏจักรเครบส์

    (ที่มา : วิสุทธิ์ ใบไม้ และคนอื่นๆ . 2530 : 113)



    ขั้นที่ 1 อะเซทิลโคเอ ซึ่งเป็นสารที่มี 2 อะตอม (C2) ทำปฏิกิริยากับสารในวัฏจักรตัวแรกที่มีอยู่ในเซลล์ คือ กรดออกซาโลอะเซติก (C4 )เกิดเป็นกรดซิทริก (C6) และ coenzyme A

    ขั้นที่ 2 กรดซิทริก เปลี่ยนเป็นกรดซีสอะโคนิติก (C6) โดยเกิดการดึงน้ำออกจากกรดซิทริก

    ขั้นที่ 3 กรดซีสอะโคนิติก ทำปฏิกิริยากับน้ำได้กรดไอโซซิทริก (C6)

    ขั้นที่ 4 กรดไอโซซิทริกเกิดออกซิเดชัน โดยมี NAD+ มารับ H ที่ถูกดึงออกจากโมเลกุล จึงได้ NADH + H+ เข้าสู่ระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอนต่อไปได้พลังงาน 3 ATP และยังเกิดปฏิกิริยาดี คาร์บอกซิเลชันดึง CO2 1 โมเลกุล จึงเกิดกรดแอลฟาคีโทกลูแทริก (C5)

    ขั้นที่ 5 กรดแอลฟาคีโทกลูแทริกรวมตัวกับ coenzyme A ได้ซักซีนีลโคเอนไซม์เอ (C4) มี NAD+ มารับ H ไป ขั้นนี้ได้พลังงาน 3ATP

    ขั้นที่ 6 ซักซีนีลโคเอนไซม์เอเปลี่ยนเป็นกรดซักซีนีลและ coenzyme A ได้พลังงานในรูปของ GTP 1 โมเลกุลซึ่งมีพลังงาน เท่ากับ 1ATP

    ขั้นที่ 7 กรดซักซีนิกเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยมี FAD มารับ ไฮโดรเจน เกิดเป็นกรดฟูมาริก (C4) จะได้พลังงาน 2ATP

    ขั้นที่ 8 กรดฟูมาริก ทำปฏิกิริยากับน้ำ ได้กรดมาลิก (C4)

    ขั้นที่ 9 กรดมาลิกเกิดออกซิเดชันมี NAD+ มารับ H จึงได้กรดออกซาโลอะเซติกเป็นสารเริ่มต้นวัฏจักรใหม่ และได้พลังงาน 3ATP

    ผลลัพธ์ของวัฏจักรกรดซิทริก จะให้พลังงานทั้งหมด 24ATP เพราะในวัฏจักรนี้ 1 รอบ ใช้อะเซทิลโคเอ 1 โมเลกุล จะได้ 12ATP แต่อะเซทิลโคเอจะต้องทำปฏิกิริยานี้ 2 โมเลกุล จึงได้ ATP เป็น 2 เท่า ซึ่งเท่ากับ 2x12=24ATP

    ดังนั้นการสลายตัวของกลูโคส 1 โมเลกุลในปฏิกิริยาไกลโคลิซิส ให้ 8ATP ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดไพรูวิกเป็นอะเซทิลโคเอ ให้พลังงาน 6ATP วัฏจักรกรดซิทริก ได้พลังงาน 24ATP รวมพลังงานทั้งสิ้นที่ได้ หลังเกิดวัฏจักรกรดซิทริก คือ 8+6+24 = 38 ATP



    6.2.3 การออกซิเดชันขั้นสุดท้าย (terminal oxidation) ไฮโดรเจนในโมเลกุลของ NADH2 และ FADH2 ที่ได้จากกระบวนการที่กล่าวมาแล้ว จะทำปฏิกิริยาขั้นสุดท้ายกับ O2 เกิดเป็นน้ำ

    จากไกลโคลิซิสให้ 2NADH2 และการเกิดอะซิทิลโคเอ ให้ 2NADH2 วัฏจักรกรดซิทริกให้ 6NADH2 + 2FADH2 รวมทั้งสิ้นจึงได้ 10NADH2 + 2 FADH2 H จากโมเลกุลเหล่านี้รวม = 24H ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยากับ O2 ดังสมการ



    24 H + 6O2 12 H2 O



    แต่เนื่องจากมีการนำน้ำมาใช้ก่อนแล้ว 6 โมเลกุล จึงเหลือ น้ำสุทธิเพียง 6 โมเลกุล สมการของการหายใจระดับเซลล์โดยใช้กลูโคส เป็นแหล่งพลังงาน คือ



    C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O + 38ATP



    น้ำตาลกลูโคสนอกจากจะสลายโดยผ่านกระบวนการไกลโคลิซิส ยังอาจสลายผ่านกระบวนการเฮกโซสมอโนฟอสเฟตชันต์ (hexose monophosphate shunt) ซึ่งเกิดที่ ไซโทพลาซึมของเซลล์ที่ ตับ เนื้อเยื่อ ไขมัน ต่อมน้ำนม และต่อมหมวกไต

    กระบวนการเฮกโซสมอโนฟอสเฟตชันต์ สรุปได้ดังต่อไปนี้



    6 กลูโคส - 6 ฟอสเฟต + 12NADP+ + 6H2O



    5 - กลูโคส – 6 ฟอสเฟต + 12(NADPH + H+) + 6CO2 + P



    6O2 12NAD + 12H2O

    -------------------------------------------------------------------------------------------------

    1 กลูโคส - 6 ฟอสเฟต + 6O2 6CO2 + 6H2O



    ในขณะที่เกิดปฏิกิริยาขั้นต่างๆจะเกิดสารประกอบที่สำคัญต่อกระบวนการเมแทบอลิซึมหลายชนิด เช่น NADPH2 ซึ่งมีความสำคัญต่อการสังเคราะห์กรดไขมันเกิดน้ำตาล เช่น ไรบูโลส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง เกิดน้ำตาลไรโบสซึ่งใช้ในการสร้างกรดนิวคลีอิก

    สำหรับพลังงานที่ได้จากการสลายกลูโคสในกระบวนการเฮกโซสมอโนฟอสเฟตชันต์ จะไม่ได้ ATP โดยตรง แต่จะได้ NADPH2 เพื่อใช้สร้างสารประกอบที่สำคัญ เช่น กรดอะมิโน กรดไขมัน และ สเตียรอยด์ ( steroid )



    6.3 การสลายไขมันให้เป็นพลังงานในเซลล์ การสลายไขมัน เพื่อให้ได้พลังงานไปใช้นั้น ขั้นต้นไขมันจะต้องถูกไฮโดรไลส์ด้วยเอนไซม์ลิเพสให้ได้กลีเซอรอลและ กรดไขมัน จากนั้นกลีเซอรอลจะถูกเปลี่ยนเป็นฟอสโฟกลีเซอแรลดีไฮด์ (PGAL) ดังสมการ



    CH2 -O-CO-R1 CH2 -OH R1COOH

    ลิเพส

    CH-O-CO-R2 CH-OH + R2COOH



    CH2 -O-CO-R3 + 3 H2O CH2 –OH R3 COOH

    ( กลีเซอรอล ) ( กรดไขมัน )

    CH2 -OH NAD+ NADH + H+ H-C = O

    CH –OH ---- ---- ---- ---- ---- ----- ---- ----- ----- ----- ----- ------ ------ ---- H-C = OH

    CH2 –OH ATP ADP H2 -C-O-P

    (PGAL)



    PGAL ที่เกิดขึ้น จะถูกออกซิไดส์ต่อไปอีกโดยผ่านกระบวนการไกลโคลิซิส และ วัฏจักรกรดซิทริก จนกระทั่งเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์ได้ CO2 และ H2O

    ส่วนกรดไขมันจะถูกสลายต่อไปโดยผ่านกระบวนการบีตาออกซิเดชัน ( b-oxidation) โดยที่จะเกิดการแยกสลายที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ซึ่งเป็นตำแหน่ง บีตา (b) คาร์บอนตำแหน่งบีตา จะถูกออกซิไดส์ ทำให้โมเลกุลเล็กลง โดยจะมีจำนวนคาร์บอนอะตอมลดลงครั้งละ 2 อะตอม กระบวนการบีตาออกซิเดชันเกิดขึ้น 5 ขั้น

    กระบวนการบีตาออกซิเดชันเกิดที่ไมโทคอนเดรีย สารที่ใช้ในปฏิกิริยาจะเป็นสารอนุพันธ์ของโคเอนไซม์เอ

    ขั้นที่ 1 โมเลกุลของกรดไขมันจะถูกกระตุ้นทำให้ส่วนปลายของกรดไขมันจับกับ CoA-SH(โคเอนไซม์เอ) ปฏิกิริยานี้ต้องใช้ ATP 1 โมเลกุล

    ขั้นที่ 2 เป็นปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชัน ทำให้ H ตรงคาร์บอนตำแหน่ง 2 และ 3 หลุดออก จึงเกิดพันธะเคมีคู่คั่นระหว่างคาร์บอนทั้ง 2 ตำแหน่ง ปฏิกิริยานี้ใช้ FAD เป็นตัวรับ H ผลลัพธ์ขั้นสุดท้ายจะได้ 2 โมเลกุล

    ขั้นที่ 3 เป็นปฏิกิริยาไฮเดรชัน หมู่ OH จาก H2O จะเข้าเกาะที่คาร์บอนตำแหน่งบีตา และ H เข้าที่ตำแหน่งแอลฟา

    ขั้นที่ 4 สารที่เกิดจากขั้นที่ 3 จะถูกออกซิไดส์ให้เป็นคีโทน ปฏิกิริยานี้ใช้ NAD+ เป็นตัวรับ H จะได้ ATP อีก 3 โมเลกุล

    ขั้นที่ 5 เกิดการแยกหลุดจากกันของสารในขั้นที่ 4 ตรงคาร์บอนตำแหน่งบีตาจะได้ สารอะเซทิลโคเอหลุดออกมาจากกรดไขมันเดิม และอีกส่วนหนึ่งคือกรดไขมันที่มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนลดน้อยลง 2 อะตอม

    ส่วนที่เป็นอะเซทิลโคเอจะเข้าสู่วัฏจักรกรดซิทริกต่อไป ส่วนกรดไขมันหากมีโมเลกุลใหญ่ (มีจำนวนคาร์บอนมาก) จะเกิดบีตาออกซิเดชันต่อไปอีกหลายครั้ง

    ในการเกิดบีตาออกซิเดชันแต่ละครั้งจะได้ ATP จำนวน 5 โมเลกุล หากเกิดบีตาออกซิเดชันหลายครั้ง จำนวน ATP ที่ได้จะเพิ่มเป็นครั้งละ 5 ATP ดังเช่นกรดไขมันที่มีคาร์บอน 18 อะตอม จะเกิดบีตาออกซิเดชัน 8 ครั้ง จึงได้ ATP=5x8=40 ATP แต่เมื่อเริ่มปฏิกิริยานั้นมีการใช้ ATP ไป 1 โมเลกุล จึงเหลือ 39 ATP

    กรดไขมันที่มีคาร์บอน 18 อะตอม (C18) ซึ่งได้แก่กรดสเตียริกเมื่อผ่านกระบวนการบีตาออกซิเดชันของกรดไขมันแล้วจะถูกออกซิไดส์ต่อไปในวัฏจักรกรดซิทริก แต่ละตัวเมื่อสลายจนสมบูรณ์จะได้ ATP จำนวน 12 โมเลกุล กรดสเตียริก เมื่อผ่านกระบวนการบีตาออกซิเดชันจะได้อะเซทิลโคเอถึง 9 โมเลกุล ดังนั้น เมื่อผ่านเข้าวัฏจักรกรดซิทริก=12x9=108 ATP

    เมื่อรวมจำนวน ATP จากบีตาออกซิเดชันและจากวัฏจักรกรดซิทริกของกรดสเตียริกจะได้ =39+108=147 ATP

    กรดไขมันที่มีคาร์บอน 18 อะตอม สลายตัวให้ 147 ATP

    กลูโคสมีคาร์บอน 6 อะตอม สลายตัวให้ 38 ATP

    การสลายตัวของกลูโคส 3 โมเลกุล ให้พลังงาน = 3 x 38 = 114 ATP

    จึงสรุปได้ว่า การสลายตัวของกรดไขมัน ให้พลังงานมากกว่าน้ำตาลเฮกโซส



    .4 การสลายโปรตีนเป็นพลังงานในเซลล์ เซลล์จะใช้โปรตีนในรูปของกรดอะมิโน กรดอะมิโนเกิดจากการย่อยโปรตีน กรดอะมิโนเป็นสารประกอบ ที่มีกลุ่มอะมิโน (NH2) อยู่ จึงต้องมีการทำ NH2 ออกเสียก่อน ซึ่งทำได้ 2 วิธี วิธีแรกคือ ออกซิเดทีฟดีอะมิเนชัน (axidative deamination) และวิธีที่สอง เรียกว่า แทรนส์อะมิเนชัน(transamination)

    6.4.1 ออกซิเดทีฟดีอะมิเนชัน NH2 จะถูกนำออกมาในรูปของแอมโมเนีย (NH3 ) ดังสมการ



    R R

    +O

    NH2 - C - COOH O = C - COOH



    H - NH3

    (กรดอะมิโน) (กรดแอลฟาคีโท)



    กรดแอลฟาคีโทที่เกิดขึ้นจะมีการสลายตัวต่อไป โดยบางชนิดเปลี่ยนเป็นกรดไพรูวิกก็จะผ่านเข้าวัฏจักรกรดซิทริกเหมือนคาร์โบไฮเดรต ส่วนกรดแอลฟาคีโทที่สลายตัวแล้วให้ อะเซทิลโคเอ ก็จะเข้าสู่วัฏจักรกรดซิทริกเช่นเดียวกับไขมัน

    แอมโมเนียที่เกิดจากออกซิเดทีฟดีอะมิเนชัน เป็นพิษต่อร่างกาย จึงต้องกำจัดออก หากเป็นสัตว์น้ำ แอมโมเนียจะเป็นของเสียที่ถูกกำจัดออก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมและสัตว์ เลื้อยคลาน แอมโมเนียจะถูกเปลี่ยนเป็นยูเรีย โดยตับขับออกมากับปัสสาวะ แมลงและนก แอมโมเนียจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดยูริก จึงกำจัดออกนอกร่างกาย

    6.4.2 แทรนส์อะมิเนชัน วิธีนี้เป็นการเปลี่ยน NH2 จากกรดอะมิโนตัวหนึ่งไปให้กรดคีโทอีกตัวหนึ่ง วิธีนี้เป็นวิธีที่เซลล์ใช้ในการสร้างกรดอะมิโนต่างๆ ดังสมการ



    A B A B



    NH2 - C - COOH + O = C - COOH O = C - COOH + NH2 - C - COOH



    H H

    (กรดอะมิโนเอ) (กรดคีโทบี) (กรดคีโทเอ) (กรดอะมิโนบี)



    กรดคีโทที่ได้จากวิธีนี้จะผ่านเข้าสู่วัฏจักรกรดซิทริกต่อไปเหมือนคาร์โบไฮเดรตหรือไขมัน พลังงานที่ได้จากการสลายตัวของโปรตีน ขึ้นอยู่กับชนิดของกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีน

    ปกติเซลล์จะใช้คาร์โบไฮเดรตก่อน แล้วจึงใช้ไขมัน หรือ โปรตีน เมื่อเซลล์มีคาร์โบไฮเดรตมาก เซลล์จะเปลี่ยนเป็นไขมันสะสมไว้เป็นอาหารสำรองในร่างกาย เช่น สะสมไว้ใต้ผิวหนังของสัตว์ ส่วนพืชจะเปลี่ยนเป็นแป้ง หรือไขมันสะสมไว้ในราก หรือ ลำต้นใต้ดิน เช่น รากมันเทศ มันสำปะหลัง ลำต้นใต้ดิน เช่น มันฝรั่ง หัวสาคูจะสะสมไว้ในรูปแป้ง ในเมล็ดพืช จะมีการสะสมไขมัน สัตว์และพืชนำอาหารที่สะสมมาใช้ในการหายใจ เมื่อขาดแคลนอาหาร เพื่อให้ได้พลังงานมาใช



ความคิดเห็นที่ 12

TEE (Guest)
26 ธ.ค. 2547 19:43
  1. pirun.ku.ac.th

    www.school.net.th/library/snet5/topic8/top811_5.html

    www.il.mahidol.ac.th/course/respiration/L2T1_new.html

    www.sua.ac.th/educations/chemistry/topic8/top811_5

    www.tutor2you.com/General/ conquer/bio/bio02/bio01_02.html

    www.geocities.com/dao_dao_us/zoology.htm

    www.sks.ac.th/chem/page1_chemistry.htm

    www.pccpl.ac.th/studhopa/bio_n11.html

    zoo.sci.ku.ac.th/html_T/BIOLOGY1.doc



ความคิดเห็นที่ 14

มูมู่ (Guest)
26 ธ.ค. 2547 19:54
  1. เรามี เว็บไซต์หนึ่ง ที่ดีมาก ๆ จะแนะนำนะ เป็ของมหาวิทยาลัยมหิดล ล่ะ เข้าไปที่นี่ได้เลย...จ้า ขอย้ำว่าดีมาก

    http://www.il.mahidol.ac.th/course/respiration/

    อย่าลืม บอกต่อ ๆ กันไปด้วยนะ



ความคิดเห็นที่ 15

onsuwan.bu@chaiyo (Guest)
4 ม.ค. 2548 16:44
  1. อยากทราบกระบวนการไกลโคลิซิส บอกหน่อยได้ไหมครับ



ความคิดเห็นที่ 16

มูมู่ (Guest)
4 ม.ค. 2548 20:33
  1. http://www.il.mahidol.ac.th/course/respiration/

    เข้าไปที่เว็บไซต์นี้เลย มีรายละเอียดของทุกขั้นตอนในกระบวนการหายใจ



ความคิดเห็นที่ 17

kkk (Guest)
5 ม.ค. 2548 22:00
  1. ไม่เห็นเข้าได้เลยง่ะ เว็บมหิดล



ความคิดเห็นที่ 18

??? (Guest)
6 ม.ค. 2548 19:53
  1. เข้าไม่ได้เหมือนกาน เขียนผิดป่าว



ความคิดเห็นที่ 19

mynameissom@hotmail.com (Guest)
9 ม.ค. 2548 11:44
  1. อ่า ที่บอกให้ไปดูรูป ที่ไหนหรอคะ..ไม่เห็นมีรูปเลยอ่ะ

    ขอบคุณค่ะ คำถามนี้อาจารย์ให้เป็นการบ้านพอดี



ความคิดเห็นที่ 20

มูมู่ (Guest)
10 ม.ค. 2548 20:42
  1. เขียนถูกแล้ว เรายังเข้าไปได้เลยนี่นา ถ้างั้นลองใหม่นะ

    เข้าไปนี่ก่อน http://www.il.mahidol.ac.th แล้วตรงซ้ายมือ ให้คลิ๊กเลือกที่ course ( ดู ดี ดีล่ะ เดี๋ยวหาไม่เจอ )

    แล้วค่อยเลือกที่ respiration อีกที ลองใหม่อีกทีแล้วกัน



ความคิดเห็นที่ 21

สุดหวาน (Guest)
25 ม.ค. 2548 18:48
  1. ไม่เห็นจะค้นหารูปภาพแสดงการหายใจเลยค่ะ

แสดงความคิดเห็น

กรุณา Login ก่อนแสดงความคิดเห็น