נשימה תאית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

תרשים מופשט של תהליך הנשימה התאית. מצד ימין: מסלול זרימת האלקטרונים. מצד שמאל: חומרים המיוצרים במהלך הנשימה - פחמן דו-חמצני ו-ATP

נשימה תאית היא התהליך המשמש להכנת מאגרי אנרגיה זמינה לשימוש בייצורים חיים.

הנשימה התאית כשמה כן היא - היא מתרחשת בתא. בתהליך הנשימה התאית מפורקות תרכובות אורגניות, אותן צרך ("אכל") הייצור קודם לכן; האנרגיה המשתחררת עם פירוק התרכובות משמשת ליצור הנוקלאוטיד ATP - "מטבע האנרגיה" של כל היצורים החיים. התא מסוגל להשתמש ב-ATP מאוחר יותר לשם ייצור אבני הבניין התאיות ולשם התנעת תהליכים רבים בו. לפירוט עקרונות הפקת האנרגיה בתא ראו: מטבוליזם.

בתהליך הנשימה התאית מתרחש מעבר של אלקטרונים בין שני חומרים שונים. מעבר זה, בדומה למתרחש בסוללה החשמלית, הוא אחד הגורמים המניעים את תהליך ייצור ה-ATP.

טעות רווחת לחשוב שנשימה תאית קשורה בהכרח לצריכת חמצן. לדוגמא, חיידקים רבים מקיימים תהליכים של נשימה אל-אווירנית. מקור הטעות הוא כדלהלן: בבסיסם של כל תהליכי הנשימה עומדות תגובות חמצון-חיזור; אלו הן תגובות שבמהלכן אטומים מוסרים אלקטרונים לאטומים אחרים. בעבר היה פירוש המילה חמצון "התרכבות עם חמצן", אך בכימיה מודרנית שונתה משמעות המושג ל"קליטת אלקטרונים". לכן אף על פי שבעבר קושרה הנשימה להתרכבות עם חמצן, כיום ידוע שחמצן איננו קולט האלקטרונים היחידי במערכות ביולוגיות בכלל, ובתהליך הנשימה התאית בפרט.

[עריכה] שלושת שלבי הנשימה התאית

• גליקוליזה: קיים כמעט בכל היצורים החיים; אינו דורש חמצן.
• מעגל קרבס: קיים בכל היצורים האירובאים; אינו דורש חמצן; אבל לא יפעל אלא אם כן יש בסביבתו חמצן!
• זרחון חמצוני: קיים רק בייצורים אווירניים (אארוביים) ומתרחש רק בנוכחות חמצן.

ביצורים פרוקריוטיים (חיידקים) מתרחשת הנשימה התאית בציטופלזמה; הזרחון החמצוני מתרחש על-גבי ממברנת התא. ביצורים איקריוטיים מתרחשת הגליקוליזה בציטופלזמה, מעגל קרבס על-גבי הממברנה החיצונית של של המיטוכונדריה, והזרחון החמצוני על-גבי הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה. לא בכדִי מכוּנוֹת המיטוכונדריה "תחנות הכוח של התא"; בהן מתרחשים השלבים המכריעים ביותר בנשימה התאית.