GLOSSARY

تنفس سلولی (Cellular Respiration) فرآیندی بیوشیمیایی است که طی آن سلول‌ها انرژی ذخیره‌شده در مولکول‌های آلی، به‌ویژه گلوکز، را به شکل ATP (آدنوزین تری‌فسفات) استخراج می‌کنند. این فرآیند برای تأمین انرژی موردنیاز بیشتر فعالیت‌های حیاتی سلول‌ها، به‌ویژه در بافت‌های فعال مانند عضله، قلب و مغز، حیاتی است. تنفس سلولی به دو نوع هوازی (Aerobic) و بی‌هوازی (Anaerobic) تقسیم می‌شود. در شرایط معمول و سالم، بدن عمدتاً از تنفس هوازی استفاده می‌کند، زیرا بازده ATP در آن بالاتر است.

فرآیند تنفس هوازی شامل سه مرحله‌ی اصلی است: گلیکولیز (Glycolysis)، چرخه کربس (Krebs Cycle) و فسفوریلاسیون اکسیداتیو (Oxidative Phosphorylation). گلیکولیز در سیتوپلاسم انجام می‌شود و طی آن یک مولکول گلوکز به دو مولکول پیرووات تبدیل می‌شود. این مرحله ۲ ATP و ۲ NADH تولید می‌کند. پیرووات‌ها در حضور اکسیژن وارد میتوکندری می‌شوند.

در چرخه کربس، پیرووات به استیل‌کوآنزیم A (Acetyl-CoA) تبدیل شده و وارد چرخه‌ای از واکنش‌های آنزیمی می‌شود. طی این واکنش‌ها، ترکیبات حامل الکترون مانند NADH و FADH₂ ساخته می‌شوند. این مرحله مقدار کمی ATP تولید می‌کند، اما نقش اصلی آن تأمین حامل‌های الکترونی است.

فسفوریلاسیون اکسیداتیو در غشای داخلی میتوکندری رخ می‌دهد. در این مرحله، الکترون‌های منتقل‌شده از NADH و FADH₂ وارد زنجیره انتقال الکترون می‌شوند و باعث پمپاژ پروتون‌ها به خارج از ماتریکس میتوکندری می‌گردند. این شیب پروتونی نیروی لازم برای سنتز ATP توسط آنزیم ATP سنتاز را فراهم می‌کند.

در انتها، اکسیژن به‌عنوان گیرنده نهایی الکترون عمل کرده و با پروتون‌ها ترکیب می‌شود تا آب تولید گردد. در نبود اکسیژن، این زنجیره متوقف می‌شود و سلول به مسیرهایی مانند تخمیر (Fermentation) متکی می‌گردد. در تخمیر، پیرووات به لاکتات یا اتانول تبدیل می‌شود و فقط مقدار کمی ATP تولید می‌گردد. این نوع تنفس در ورزش‌های بی‌هوازی یا شرایط کمبود اکسیژن فعال می‌شود.

از هر مولکول گلوکز در تنفس هوازی، حدود ۳۶ تا ۳۸ ATP تولید می‌شود، در حالی‌که در گلیکولیز بی‌هوازی