Soluhengitys

Soluhengitys on solujen energiantuotannon keskeinen prosessi, jossa ravinnon kemiallista energiaa muokataan käyttökelpoiseksi adenosintrifosfaatiksi (ATP). Prosessi koostuu useista vaiheista: glykolyysi sytosolissa, pyruvaatin muuntaminen asetyleenkoli-CoA:ksi sekä sitruunahappokierron (Krebs-sykli) ja elektroninsiirtoketjun sekä oksidatiivisen fosforylaation kautta tapahtuva ATP:n tuotanto. Glykolyysi voi tapahtua ilman happea, mutta suurin osa ATP:stä syntyy, kun happea on käytettävissä.

Glykolyysi tuottaa nettoutettuna 2 ATP:ta ja 2 NADH:ta per glukoosi. Pyruvaatti siirtyy mitokondrioihin, missä se muunnetaan asetyleenkoli-CoA:ksi ja hiilidioksidiksi. Krebs-syklissä syntyy 2 ATP:ta (GTP), 6 NADH:ta ja 2 FADH2:ta. NADH- ja FADH2 -pelkistysten elektronit siirretään elektroninsiirtoketjuun, jolloin protonivoima ajaa ATP-synteesin ja kokonaismäärä glukoosia kohden on tyypillisesti noin 30–32 ATP:ta, riippuen solun tyypistä ja shuttle-mekanismeista.

Oksidatiivisen fosforylaation loppuun tarvittava happi toimii viimeisen elektronin vastaanottajana, jolloin muodostuu vesi. Ilman happea elektroninsiirtoketju pysähtyy ja solun energiantuotanto rajoittuu glykolyysiin, jolloin syntyy vain noin 2 ATP per glukoosi. Tällöin glykolyysi voi jatkua fermentaation avulla, esimerkiksi maitohappona ihmisillä tai etanolina sekä hiilidioksidina tietyissä mikrobeissa, regeneroiden NAD+:n ja mahdollistamalla glykolyysin jatkamisen hapettomissakin oloissa.