Celleånding ligner på fotosyntesen, men går motsatt vei. Der fotosyntesen bygger glukose, bryter cellene den ned. Prosessen er delt inn i tre trinn som foregår på ulikt sted i cellen: glykolyse i cytosol, Krebs syklus i mitokondriet, og oksidativ fosforylering ved den indre mitokondriemembranen. Med oksygen tilgjengelig får du 32 ATP per glukosemolekyl. Uten oksygen får du bare 2, noe som forklarer hvorfor du blir stiv i lårene etter et hardt intervalldrag. Sitter de tre trinnene, sitter mye av energi-pensumet i Biologi 2.
Hva er celleånding?
Celleånding er den kjemiske prosessen der energien i næringsstoffer overføres til ATP, cellens energivaluta. Reaksjonsligningen er den motsatte av fotosyntesens:
Formelen for celleånding
Reaksjonsligningen for celleånding oppsummerer hele prosessen:
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energi (ATP)
Glukose og oksygen inn, karbondioksid og vann ut. Energien som frigjøres, lagres i ATP-molekyler som cellen kan bruke til alt fra muskelsammentrekning til aktiv transport over cellemembranen.
Hvor skjer celleåndingen?
Det første trinnet skjer i cytosol, altså væsken som omgir organellene i cellen. De to siste trinnene skjer i mitokondriene.
Mitokondriets oppbygning
Mitokondriet har to membraner. Den ytre membranen omslutter hele organellen. Den indre membranen er kraftig foldet, noe som gir stort overflateareal for proteinkompleksene som driver det siste trinnet. Innenfor den indre membranen ligger matriks, væskerommet der Krebs syklus foregår.
Celleånding enkelt forklart: de tre trinnene
Første trinn: Glykolysen
Glykolysen skjer i cytosol og krever ikke oksygen. Ett glukosemolekyl med seks karbonatomer spaltes i to molekyler pyrodruesyre med tre karbonatomer hver. Trinnet gir et lite netto utbytte av ATP, samt elektronbærere som tas videre.
Andre trinn: Krebs syklus
Krebs syklus foregår i mitokondriets matriks. Karbonforbindelsene brytes videre ned, karbondioksid frigjøres, og elektronbærerne lades opp med energirike elektroner.
Tredje trinn: Oksidativ fosforylering
Oksidativ fosforylering foregår ved den indre mitokondriemembranen. Elektronene fra de to foregående trinnene sendes gjennom en elektrontransportkjede, og oksygen fungerer som siste elektronmottaker. Det er her mesteparten av ATP-en dannes.
Aerob og anaerob celleånding
| Egenskap | Aerob celleånding | Anaerob celleånding |
| Oksygen | Til stede | Mangler |
| ATP per glukose | 32 | 2 |
| Trinn som brukes | Alle tre | Kun glykolysen |
| Sluttprodukt hos mennesket | CO₂ og H₂O | Melkesyre |
| Sluttprodukt hos gjærsopp | CO₂ og H₂O | Etanol og CO₂ |
Forskjellen på 32 og 2 ATP er dramatisk. Anaerob celleånding er en nødløsning cellen tyr til når oksygentilførselen ikke holder tritt med energibehovet.
Melkesyregjæring i musklene
Når du trener hardt, klarer ikke blodet å levere oksygen raskt nok til muskelcellene. Da fortsetter glykolysen, og pyrodruesyren omdannes til melkesyre i stedet for å gå videre inn i mitokondriet. Melkesyren hoper seg opp og gir den kjente sviende følelsen. Prosessen er reversibel: når oksygenet kommer tilbake, kan melkesyren brytes ned igjen.
Melkesyrebakterier og gjærsopp
Melkesyrebakterier bruker samme prinsipp, og det er derfor de brukes i produksjon av yoghurt og ost. Gjærsopp gjør noe annet: den lager etanol og karbondioksid. Denne prosessen kalles fermentering og er irreversibel. Etanolen er giftig for gjærcellen selv, noe som setter en øvre grense for hvor sterk en gjæret drikk kan bli uten destillasjon.
Der det pleier å gå galt
Den aller vanligste feilen er å tro at glykolysen krever oksygen. Glykolysen går like godt med som uten. Det er de to siste trinnene som stopper opp når oksygenet mangler.
Så må du ikke blande sammen melkesyregjæring og alkoholgjæring. Muskelceller og melkesyrebakterier lager melkesyre. Gjærsopp lager etanol og CO₂. Begge starter med glykolysen, men ender ulikt.
Videre er det kritisk å plassere de tre trinnene riktig: glykolysen i cytosol, Krebs syklus i matriks, oksidativ fosforylering ved den indre membranen. Denne tredelingen er et vanlig eksamensspørsmål, så lær deg posisjonen nøye.
Til slutt er det vanlig å tenke på melkesyre som et avfallsstoff kroppen bare må kvitte seg med. Det stemmer ikke. Melkesyren kan brytes ned igjen når oksygen blir tilgjengelig.
Ofte stilte spørsmål
Hvorfor gir aerob celleånding så mye mer ATP?
Er celleånding og forbrenning det samme?
Hvor mange ATP gir egentlig ett glukosemolekyl?
Hva er forskjellen på fotosyntese og celleånding?
Lær mer
Celleånding og fotosyntese henger tett sammen, og det er lurt å forstå begge prosessene parallelt. På EnkelEksamen finner du videoundervisning i Biologi 2 som gjennomgår begge med figurer av mitokondriet, kloroplasten og hele elektrontransportkjeden.
REA3036
Biologi 2 – Privatist
REA3036, REA3037
Biologi 2 – VGS
