Inhoud
- Glycolyse in ademhaling
- Elektronen transportketting
- Hemoglobine in het bloed
- Tijdelijke ontbering
- Ontbering en dood
Lichaamscellen gebruiken zuurstof om opgeslagen energie in voedsel over te dragen naar een bruikbare vorm.Dit proces, dat cellulaire ademhaling wordt genoemd, stelt de cellen in staat om energie te benutten om vitale functies uit te oefenen, zoals het voeden van spieren (inclusief onvrijwillige spieren zoals het hart) en de beweging van materialen in en uit cellen. Zonder zuurstof in het lichaam kunnen cellen gedurende een beperkte periode functioneren; langdurige zuurstofarmoede leidt tot celdood en uiteindelijk de dood van het organisme.
Glycolyse in ademhaling
Cellen gebruiken zuurstof om te helpen bij cellulaire ademhaling. Dit type ademhaling, aerobe cellulaire ademhaling genoemd, zet opgeslagen energie om in een bruikbare vorm, voornamelijk door glucose en zuurstof te laten reageren via een tussenproduct. De eerste fase van aërobe cellulaire ademhaling, glycolyse, kan zonder zuurstof worden uitgevoerd. Als er echter geen zuurstof aanwezig is, kan de cellulaire ademhaling niet verder gaan dan dit stadium.
Bij glycolyse wordt glucose omgezet in een koolstof-gebaseerde molecule genaamd pyruvaat. Tijdens dit proces worden twee moleculen adenosinse tri-fosfaat (ATP), een nucleotide dat energie aan cellen levert, gegenereerd.
Pyruvaat wordt verder afgebroken tot losse koolstof en waterstof, die kunnen combineren met zuurstof om koolstofdioxide en NADH (een elektronentransportmolecuul) te maken. Als er geen zuurstof aanwezig is, doorloopt het afgebroken pyruvaat een proces dat gisting wordt genoemd en dat melkzuur produceert.
Elektronen transportketting
Zuurstof is belangrijk voor de derde stap van de aërobe cellulaire ademhalingscyclus. Tijdens deze stap dragen elektronentransportmoleculen elektronen naar de cellen, waar ze worden geoogst en gebruikt voor ATP-productie. Nadat de elektronen zijn gebruikt, combineren ze met zuurstof en waterstof om water te vormen en worden ze uit het lichaam verwijderd.
Als er tijdens deze stap geen zuurstof aanwezig zou zijn, zouden zich elektronen in het systeem opbouwen. Binnenkort raakt de elektrontransportketen verstopt en stopt de ATP-productie. Dit zou leiden tot celdood en de dood van het organisme.
Hemoglobine in het bloed
Hemoglobine, of rode bloedcellen, zijn voornamelijk transporteurs van zuurstof. Deze cellen ontvangen zuurstof wanneer lucht door de longen wordt ingeademd. Zuurstof bindt zich aan deze cellen, die het vervolgens naar het hart dragen. Het hart circuleert het zuurstofrijke bloed naar cellen door het hele lichaam tijdens cellulaire ademhaling.
Tijdelijke ontbering
Tijdens het sporten kan het lichaam zuurstof sneller leegmaken dan het naar de cellen kan worden gebracht. Dit veroorzaakt een tijdelijk zuurstofgebrek. Spiercellen kunnen gedurende een beperkte tijd anaërobe (airless) ademhaling uitvoeren. Anaërobe ademhaling genereert melkzuur, dat zich ophoopt in de spieren en kramp en vermoeidheid veroorzaakt.
Ontbering en dood
Als cellen lange tijd geen zuurstof bevatten, kan het organisme niet overleven. Elektronen bouwen zich op in het elektrontransportsysteem, waardoor de productie van ATP wordt gestopt. Zonder ATP kunnen cellen geen vitale functies uitvoeren, zoals het hart laten kloppen en de longen in en uit bewegen. Het organisme zal snel het bewustzijn verliezen en zal sterven als zuurstof niet snel wordt hersteld.