التنفس الخلوي هو مجموعة من التفاعلات الأيضية التي تحدث في الخلايا الحية لتحويل الطاقة الكيميائية الحيوية من المواد العضوية إلى طاقة مفيدة للخلية. تتكون عملية التنفس الخلوي من مرحلتين رئيسيتين:
- المرحلة الأولى: تحلل السكر
في هذه المرحلة، يتم تقسيم الجلوكوز إلى جزيئين من حمض البيروفيك، مع إطلاق كمية صغيرة من الطاقة. يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلية، بمساعدة الإنزيمات.
- المرحلة الثانية: دورة كريبس
في هذه المرحلة، يتم أكسدة حمض البيروفيك إلى ثاني أكسيد الكربون، مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. تحدث دورة كريبس في المتقدرات، وهي عضيات داخل الخلايا.
ينتج التنفس الخلوي طاقة في شكل ATP، وهو جزيء عضوي يمكن استخدامه لتخزين الطاقة أو لتوليد حركات الخلية أو تصنيع الجزيئات العضوية الأخرى.
بشكل عام، يمكن تلخيص التنفس الخلوي في المعادلة التالية:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP
حيث:
- C6H12O6: الجلوكوز
- O2: الأكسجين
- CO2: ثاني أكسيد الكربون
- H2O: الماء
- ATP: أدينوسين ثلاثي الفوسفات
يمكن أن يحدث التنفس الخلوي في وجود الأكسجين (التنفس الهوائي) أو في غيابه (التنفس اللاهوائي). ينتج التنفس الهوائي كمية أكبر من ATP من التنفس اللاهوائي.
يلعب التنفس الخلوي دورًا مهمًا في جميع الكائنات الحية. فهو يوفر الطاقة اللازمة لعمليات الحياة الأساسية، مثل النمو والتكاثر والحركة.