הצגת המקור של הדף "נשימה תאית"

[[קובץ:CellularRespiration.png|שמאל|ממוזער|250px|[[תרשים]] מופשט של תהליך הנשימה התאית. מצד ימין: מסלול זרימת האלקטרונים. מצד שמאל: חומרים המיוצרים במהלך הנשימה - [[פחמן דו-חמצני]] ו-[[ATP]]]]
'''נשימה תאית''' היא התהליך להפקת [[אנרגיה]] זמינה, תוך ניצול תרכובות אורגניות, לשימוש ב[[אורגניזם|יצורים חיים]].

הנשימה התאית מתרחשת בתוך ה[[תא]] ובתהליך זה מפורקות [[תרכובת אורגנית|תרכובות אורגניות]], בעיקר פחמימות. באורגניזמים [[הטרוטרוף|הטרוטרופיים]] אלה חומרים שמקורם במזון, ואילו באורגניזמים [[אוטוטרוף|אוטוטרופיים]] החומרים נוצרים בתהליך ה[[פוטוסינתזה]] או, במיעוט המקרים, ב[[כימוסינתזה]]. האנרגיה המשתחררת עם פירוק התרכובות משמשת להרכבת נוקלאוזיד מזורחן [[ATP]], (A הוא [[אדנוזין]], T הוא tri (שלוש) ו-P הוא [[זרחה|פוספט]], אטום זרחן עם 4 אטומי חמצן) מ-ADP (אדנוזין די פוספט, כלומר אדנוזין עם שני יוני פוספט) ו-Pi (פוספט אנאורגני). כשה-ATP יתפרק בתהליך [[הידרוליזה]], האנרגיה שתשתחרר תשמש להנעת תהליכים צורכי [[אנרגיה]]. לפירוט עקרונות הפקת האנרגיה בתא ראו '''[[מטבוליזם]]'''.

ניתן לדמות באופן מטאפורי את מולקולת ה-ATP לסוללה טעונה ואת ה-ADP+P לסוללה פרוקה, כאשר בתהליך הנשימה התאית "נטענת הסוללה" ו-ADP+P הופכים ל-ATP. "הסוללה הטעונה", ATP, משמשת אחר כך להנעת תהליכים צורכי אנרגיה, שמפרקים את ה-ATP בתהליך [[הידרוליזה]] של ATP, ל-ADP+P ומנצלים חלק מהאנרגיה המשתחררת.

בתהליך הנשימה התאית מתרחש מעבר של [[אלקטרון|אלקטרונים]] בין חומרים שונים. מעבר זה, בדומה למתרחש ב[[סוללה חשמלית|סוללה החשמלית]], הוא אחד הגורמים המניעים את תהליך ייצור ה-ATP.

טעות רווחת לחשוב שנשימה תאית קשורה בהכרח לצריכת [[חמצן]]. לדוגמה, [[חיידקים]] רבים מקיימים תהליכים של '''נשימה תאית אל-אווירנית'''. מקור הטעות הוא כדלהלן: בבסיסם של כל תהליכי הנשימה התאית עומדות תגובות [[חמצון-חיזור]]. אלו הן תגובות שבמהלכן [[אטום|אטומים]] מוסרים [[אלקטרון|אלקטרונים]] לאטומים אחרים. בעבר היה פירוש המילה '''חמצון''' "התרכבות עם חמצן", אך ב[[כימיה]] מודרנית שונתה משמעות המושג ל"מסירת אלקטרונים" (החומר שעובר חמצון מוסר אלקטרונים ל'מחמצן'). לכן אף על פי שבעבר קושרה הנשימה התאית באופן בלעדי להתרכבות עם חמצן, כיום ידוע שחמצן איננו קולט האלקטרונים היחידי במערכות ביולוגיות בכלל, ובתהליך הנשימה התאית בפרט.

== שלושת רכיבי הנשימה התאית ==
*[[גליקוליזה]]: קיים כמעט בכל היצורים החיים; אינו דורש חמצן ומהווה הקדמה לנשימה תאית אווירנית וגם לנשימה תאית אל-אווירנית
*[[מעגל קרבס]]: קיים רק ביצורים [[אווירניים]] ומוצמד אליו הזרחון החמצוני
*[[זרחון חמצוני]]: קיים רק ביצורים אווירניים ([[אארובי]]ים) ומתרחש רק בנוכחות חמצן.

ביצורים [[פרוקריוטיים]] (חיידקים) מתרחשת הנשימה התאית ב[[ציטופלזמה]] ויצירת ATP מתרחשת על-גבי [[קרום התא|ממברנת התא]]. ביצורים [[איקריוטיים]] מתרחשת הגליקוליזה בציטופלזמה, מעגל קרבס בתוך המרחב הפנימי של ה[[מיטוכונדריה]], והזרחון החמצוני, היוצר ATP,מתרחש על-גבי הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה. לכן מכוּנוֹת המיטוכונדריה "תחנות הכוח של התא"; בהן מתרחשים השלבים המכריעים ביותר בנשימה התאית האווירנית.

== נשימה תאית אל-אווירנית ==
בתהליך הגליקוליזה מתפרק גלוקוז ומופקת ממנו [[אנרגיה כימית]].
הגלוקוז מתפרק לשתי מולקולות זהות (חומצה פירובית) 2C<sub>3</sub>H<sub>4</sub>O<sub>3</sub>.
במהלך הפירוק משתחררת אנרגיה כימית הבונה 2 מולקולות ATP. במקביל, מקבל המימנים [[NAD]] הופך ל <math>NADH_2</math>. אם חומר זה לא ימסור את המימנים, הגליקוליזה תיעצר עקב מחסור ב-NAD. את החימצון יכול התא לבצע באחת משתי פעולות:<ref name=":0">{{צ-ספר|מחבר=רעיה אילן|שם=חילוף חומרים בתא וגלגולי אנרגיה בעולם החי והצומח|מקום הוצאה=ירושלים|מו"ל=הוצאת יפתח|שנת הוצאה=1996|פרק=הפקת האנרגיה בתא}}</ref>
#חימצון לקבלת NAD חופשי מתרחש כאשר החומצה הפירובית מתחזרת לחומצת חלב ומקבלת את 2 המימנים. תהליך זה מתקיים בחיידקים, פטריות, חד-תאיים וגם בתאים של יצורים עילאיים, במצבי מחסור בחמצן. תהליך זו מתרחש גם בתאי שריר של האדם, בפעילות נמרצת הגורמת למחסור חמצן בשריר.
#אפשרות אחרת, המוכרת מפעילות שמרים, היא פעילות אנזימטית בה משוחרר NAD והחומצה הפירובית הופכת לכוהל אתילי/[[אתנול]] (=אלכוהול) ותוך כך לקבל מחדש NAD. (התהליך נקרא [[תסיסה]] כוהלית)

== נשימה תאית אווירנית ==
בתהליך זה, החומצה הפירובית מתחמצנת במיטוכונדריה, והתוצרים הסופיים הם H<sub>2</sub>O ו-CO<sub>2</sub>. התהליך הוא בעל מספר שלבים ומחייב מעורבות של חמצן: בשלב הראשון החומצה הפירובית מחומצנת על ידי NAD ויוצאת ממנה מולקולת CO<sub>2.</sub> המולקולה שנוצרת נכנסת למעגל קרבס עוברת שינויים על ידי מספר אנזימים ובמקביל נוצרות עוד 36 מולקולות ATP. מכאן שבנשימה תאית אווירנית, ממולקולה אחת של גלוקוז מתקבלות סך הכל 38 מולקולות ATP.<ref name=":0" />

התהליך האירובי המלא: <math>C_6H_{12}O_{6(aq)} +6O_{2(g)}\longrightarrow6CO_{2(g)}+6H_2O_{(l)}</math>

== ראו גם ==
*[[מחזור החמצן בגוף]]
*[[היפוקסיה]]
*[[תסיסה]]

==קישורים חיצוניים==
{{מיזמים|ימין|ויקימילון=נשימה תאית}}
* {{בריטניקה}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}

{{מטבוליזם}}
{{תהליכים בתא}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:מטבוליזם]]
[[קטגוריה:תא]]
[[קטגוריה:נשימה]]