Soluhengitys

Soluhengityksessä eliöt vapauttavat orgaanisiin yhdisteisiin sitoutunutta kemiallista energiaa. Solut muuttavat esimerkiksi sokerien ja rasvojen sisältämän kemiallisen energian väliaikaisesti ATP-muotoon. Soluhengityksessä yhdestä glukoosimolekyylistä ja kuudesta happimolekyylistä syntyy kuusi hiilidioksidimolekyyliä ja kuusi vesimolekyyliä. Lisäksi muodostuu yli 30 ATP-molekyyliä.


Soluhengitys on happea kuluttava reaktiosarja. Lähes kaikki hapellisissa oloissa elävät eliöt hyödyntävät soluhengitystä – esimerkiksi kasvit, eläimet, alkueliöt sekä monet bakteerit vapauttavat energiaa käyttöönsä orgaanisista yhdisteistä soluhengityksen avulla. Aitotumaisilla eliöillä soluhengitys tapahtuu solulimassa ja mitokondrioissa. Esitumaisilla soluhengitys tapahtuu solulimassa ja hengityskalvostoilla.

Soluhengityksessä syntyy runsaasti ATP-muotoon varastoitunutta energiaa, hiilidioksidia ja vettä. Yhdestä glukoosimolekyylistä syntyy glykolyysissä kaksi, sitruunahappokierrossa kaksi ja elektroninsiirtoketjussa jopa yli 30 ATP-molekyyliä. Suurin osa syntyneestä ATP:stä syntyy siis elektroninsiirtoketjussa.



Soluhengityksen hyötysuhde ei ole kuitenkaan täydellinen. Osaa orgaanisten yhdisteiden sisältämästä kemiallisesta energiasta ei saada sidottua ATP-molekyyleihin, vaan se vapautuu lämpönä ympäristöön. Ympäristöön vapautuvaa lämpöenergiaa sanotaan ohivirtaavaksi energiaksi (Symbioosi 2).

Käyminen

Jos solulla tulee pulaa hapesta, se joutuu turvautumaan käymiseen, joka on tehottomampi energiantuotantomuoto. Tällainen tilanne voi syntyä esimerkiksi kovan urheilusuorituksen aikana, kun elimistö ei pysty toimittamaan riittävän nopeasti happea kudoksille. Myös monet hapettomissa oloissa elävät pieneliöt hyödyntävät käymistä.

Käymisessä energiaa vapautuu vain vähän solun käyttöön. Kuitenkin hapettomissa oloissa elävät eliöt joutuvat usein käyttämään käymistä energianlähteenään. Tässä käymisen muodoista esitellään maitohappokäyminen ja etanolikäyminen.

Maitohappokäymistä tapahtuu ihmisen lihaksessa, jos hapesta syntyy äkillinen puute. Tätä tilannetta kutsutaan usein ”hapoille menemiseksi”. Soluihin kertyvä maitohappo (laktaatti) aiheuttaa lihasten väsymisen ja kipeytymisen.


Pitkäkestoisessa urheilusuorituksessa lihassoluilla alkaa olla pula hapesta. Tällöin ATP-energiaa aletaan tuottaa maitohappokäymisen avulla.

Etanolikäymisestä hyödynnetään esimerkiksi leivonnassa ja alkoholituotannossa. Käytettäessä hiivaa leivonnassa etanolikäymisessä syntyvä hiilidioksidi nostattaa taikinan. Myös muutamat eläimet, kuten ruutana, voivat hyödyntää alkoholikäymistä hapettomissa oloissa.


Ruutana pystyy hyödyntämään etanolikäymistä esimerkiksi hapettomassa järvessä. Näin se selviää kovista talvista paremmin.