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嫌気性条件と好気性条件の主な違いは、酸素の必要量です。嫌気性プロセスは酸素を必要としませんが、好気性プロセスは酸素を必要とします。ただし、クレブスサイクルはそれほど単純ではありません。これは、細胞呼吸と呼ばれる複雑な多段階プロセスの一部です。酸素の使用はクレブス回路に直接関与していませんが、好気性プロセスと考えられています。
好気性細胞呼吸の概要
好気性細胞呼吸は、細胞が食物を消費してアデニン三リン酸またはATPの形でエネルギーを生成するときに発生します。糖グルコースの異化作用は、エネルギーがその化学結合から放出されるときに細胞呼吸の始まりを示します。複雑なプロセスは、解糖、クレブス回路、電子輸送チェーンなど、相互に依存するいくつかのコンポーネントで構成されています。全体として、このプロセスには、グルコースのすべての分子に対して6分子の酸素が必要です。化学式は6O2 + C6H12O6-> 6CO2 + 6H2O + ATPエネルギーです。
クレブスサイクルの前身：解糖
解糖は細胞の細胞質で起こり、クレブス回路に先行しなければなりません。このプロセスでは2つのATP分子を使用する必要がありますが、グルコースが6炭素の糖分子から2つの3炭素の糖分子に分解されると、4つのATPと2つのNADH分子が作成されます。ピルビン酸として知られる3炭素の糖とNADHは、好気性条件下でより多くのATPを生成するためにクレブス回路にシャトルされます。酸素が存在しない場合、ピルビン酸はクレブス回路に入ることができず、さらに酸化されて乳酸を生成します。
クレブスサイクル
クレブス回路は、細胞の発電所としても知られているミトコンドリアで発生します。ピルビン酸が細胞質から到着すると、各分子は3炭素の糖から2炭素の断片に完全に分解されます。得られた分子は補酵素に結合し、クレブス回路を開始します。 2炭素のフラグメントがサイクルを移動すると、4分子の二酸化炭素、6分子のNADH、および2分子のATPとFADH2の正味の生成があります。
電子輸送チェーンの重要性
NADHがNADに還元されると、電子輸送チェーンは分子から電子を受け取ります。電子が電子輸送チェーン内の各キャリアに転送されると、自由エネルギーが放出され、ATPの形成に使用されます。酸素は、電子輸送チェーン内の電子の最終アクセプターです。酸素がないと、電子輸送チェーンは電子で詰まります。その結果、NADは生成できず、それにより解糖系はクレブス回路の必要な成分であるピルビン酸の代わりに乳酸を生成します。したがって、クレブス回路は酸素に大きく依存しており、好気性プロセスであると考えています。