Cellulaire ademhaling: functie, taken, rol en ziekten

Cellulaire ademhaling (interne ademhaling of aërobe ademhaling) verwijst naar alle metabolische processen waarmee energie in cellen wordt verkregen. Moleculair zuurstof dient als het oxidatiemiddel in dit proces. Dit wordt verminderd en op deze manier water is gevormd uit zuurstof en waterstof.

Wat is cellulaire ademhaling?

Cellulaire ademhaling verwijst naar alle metabolische processen waarmee energie in cellen wordt verkregen. Om energie te leveren, nemen cellen het op glucose (dextrose). De glucose wordt vervolgens uitgesplitst naar water or carbon dioxide in de mitochondria of cytoplasma. Op deze manier verkrijgen de cellen de verbinding adenosine trifosfaat (ATP), een universele energiebron die uitermate belangrijk is voor veel stofwisselingsprocessen. Over het algemeen is cellulaire ademhaling onderverdeeld in drie stappen:

  • Glycolyse: hier, één molecuul van glucose is opgesplitst in twee moleculen of azijnzuur​ Van elk glucosemolecuul twee C3 moleculen worden verkregen, die worden vervoerd naar de mitochondria, waar de volgende afbraakstap plaatsvindt.
  • Citraatcyclus: het geactiveerde azijnzuur komt in de citraatcyclus en wordt in verschillende stappen afgebroken. In het proces, waterstof komt vrij, dat gebonden is aan zogenaamd waterstoftransport moleculen​ Als bijproduct wordt CO2 gevormd, dat vervolgens door de cel wordt vrijgegeven en via de ademhaling wordt uitgescheiden.
  • De uiteindelijke oxidatie wordt ook wel de ademhalingsketen genoemd, waarbij de waterstof verkregen wordt verbrand water en ATP wordt geproduceerd.

Door dit stapsgewijze proces kan een zeer grote hoeveelheid energie worden gebruikt. In totaal worden 36 ATP-moleculen verkregen uit één molecuul glucose, wat overeenkomt met een efficiëntie van meer dan 40 procent.

Functie en taak

Elke cel in het lichaam heeft een kern, waar genetische informatie wordt gevonden. De cel wordt van de buitenwereld gescheiden door de celmembraan​ Dit bestaat uit een tunnel eiwitten, glycoproteïnen, cholesterol, lecithine en vetzuren​ Een intact celmembraan is erg belangrijk omdat bijvoorbeeld de afvoer van afvalstoffen of voeding hiervan afhangt. De plant vetzuren in de celmembraan verbeteren ook de uitwisseling van stoffen. Een overmaat van cholesterol of dierlijk vet en eiwit zorgt ervoor dat zowel de membranen en de celstructuur als de grenslagen tussen de verschillende weefsels stollen. Dit bemoeilijkt de uitwisseling van stoffen en slechts een onvoldoende hoeveelheid zuurstof en voedingsstoffen worden naar de cellen gebracht. Binnen de cellen zijn de mitochondria, die hun eigen genetische informatie hebben en zich ook kunnen vermenigvuldigen. Lichaamswarmte en lichaamsenergie worden verkregen in de membranen van de mitochondriën. Als de energieproductie wordt verstoord, kunnen ziekten zoals kanker kan voorkomen. Zuurstofatomen of waterstofionen kunnen de cellen binnendringen via de lucht die we inademen of de voedselketen. Door verschillende oxidatie- en reductieprocessen van zuurstof en waterstof vindt energieproductie plaats. Elektronen worden met behulp van co-enzymen, energie vrijgeven. Met behulp van deze energie kunnen protonen van binnenuit de mitochondriën in hun intermembraanruimte worden gepompt en vervolgens weer naar binnen stromen. Dit creëert ATP (adenosine trifosfaat), een molecuul dat een centrale rol speelt bij het opslaan van lichaamswarmte en lichaamsenergie. adenosine trifosfaat kan worden omschreven als het centrum van energiemetabolisme​ Een cel heeft dus meer dan een miljard ATP-moleculen, die duizenden keren per dag worden gehydrolyseerd of gefosforyleerd. De energie die daarbij vrijkomt, is nodig voor verschillende stofwisselingsreacties. Als er een vernietiging van de co-enzymen binnen de ademhalingsketen wordt de energieproductie afgebroken en ontstaat er een zure omgeving. Hierdoor verlaten de mitochondriën de cel of kunnen ze afsterven en is er een stagnatie van de energieproductie, dat wil zeggen dat er onvoldoende warmteproductie plaatsvindt. Dit blijkt bijvoorbeeld in aanloop naar kanker, omdat bij kankerpatiënten een lagere lichaamstemperatuur kan worden vastgesteld.

Ziekten en kwalen

Ons lichaam heeft een onvoorstelbaar groot aantal cellen waarin energie wordt geproduceerd. De uitwisseling van energie, stoffen en informatie vindt plaats via het celmembraan. Vanwege milieutoxines, eiwitten, dierlijke vetten, vrije radicalen en zuren, wordt een normale toevoer van voedingsstoffen en zuurstof voorkomen, bovendien kunnen de gifstoffen niet goed worden afgevoerd. Als verder gevolg wordt de energieproductie van de cellen verstoord en wordt de genetische informatie beschadigd, wat kan leiden voor tal van ziekten. Door verkeerde voeding, sigarettenconsumptie, zware metalen, oververzuring, mentaal spanning of chronische ziekten, worden in toenemende mate vrije radicalen gevormd. Deze beschadigen de lichaamsstructuren en leiden tot voortijdige veroudering. Vrije radicalen zijn moleculen die één elektron te weinig of te veel hebben. Daarom proberen ze een evenwicht door heel radicaal elektronen uit andere moleculen te rukken. Als gevolg hiervan treedt een kettingreactie op waarbij moleculen worden vernietigd of beschadigd. Heel vaak zijn vrije radicalen zogenaamde zuurstofradicalen, die een oxidatieproces in gang zetten en vetten vernietigen of enzymen​ Bovendien veroorzaken vrije radicalen mutaties in het mitochondriale of celkern-DNA en beschadigen de bindweefsel​ Ze veroorzaken tal van chronische ziekten zoals hoge bloeddruk, immuundeficiëntie, Alzheimer ziekte, Parkinsonallergieën, suikerziekte, reumatiek or arteriosclerose​ Als afvalproducten worden gestort, wordt het transport van voedingsstoffen tussen cellen en bloed schepen wordt belemmerd, omdat de vrije radicalen verknopen suiker eiwitten, eiwitten en alle basisstoffen. Dit creëert een omgeving voor pathogenen en de immuunafweer wordt begunstigd. Omdat het lichaam niet bestand is tegen een teveel aan radicalen, heeft het hulp nodig in de vorm van enzymen, Q10, een breed scala aan vitaminen or selenium, die de vrije radicalen onschadelijk maken en het lichaam beschermen.