การสลายสารอาหารระดับเซลล์
( Cellular respiration )
โดย..ครูปินัชยา นาคจารูญ
การสลายสารอาหารระดับเซลล์
 กระบวนการสลายโมเลกุลของสารอาหารในเซลล์เพื่อให้ได้พลังงาน
 อยู่ในรูปสารประกอบพลังงานสูงที่เซลล์พร้อมที่จะนาพลังงานไปใช้ได้ เช่น ATP
แบ่งเป็น2 แบบคือแบบใช้ออกซิเจนและไม่ใช่ออกซิเจน(การหมัก)
การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน
สารอาหารที่เป็นแหล่งพลังงานได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน
เมื่อสลายกลูโคสได้เสร็จสมบูรณ์จะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และนาและ
ยังปล่อยพลังงานในรูปความร้อน และ ATPอีกด้วย
C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 36/38ATP
การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน
สารอาหารที่เป็นแหล่งพลังงานได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน
เมื่อสลายกลูโคสได้เสร็จสมบูรณ์จะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และนา และยังปล่อย
พลังงานในรูปความร้อน และ ATP อีกด้วย
C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 36/38ATP
การสลายกลูโคส1 โมเลกุล
มีลักษณะเป็นหลายๆปฏิกิริยาเชื่อมต่อกันโดยแบ่งเป็น๔ ขันตอนคือ
 ไกลโคไลซิส
 การสร้างอะซิติลโคเอนไซม์ เอ
 วัฏจักรเครบส์
 ระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
ไกลโคไลซิส(Glycolysis)
ชีววิทยาม.
ไกลโคไลซิส(Glycolysis)
 เกิดขึนในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เกิดในไซโตพลาสซึมได้สารสุดท้ายคือกรดไพรูวิก
จากกลูโคสที่มี C – 6 อะตอมเป็นกรดไพรูวิกซึ่งมี C – 3 อะตอม2 ตัว
สารที่เกิดขึนระหว่างปฏิกิริยาคือ2NADH 4 ATP (แต่ใช้2 ATP)
กลูโคส(6C)
C6H12O6
2 Pyruvate(3C)
2C3H4O3
2NADH+2H+
2NAD+
2ATP 4ATP
ไกลโคไลซิส
กลูโคส
(6C)
กลูโคส
ฟอสเฟต
(6C)(Pi)
ATP ADP
ฟรุกโทสไดฟอสเฟต
(Pi)(6C)(Pi)
ATP ADP
2ฟอสโฟกลีเซอไรด์
(PGAL) (3C)(Pi)
2ไดฟอสโฟกลีเซ
อริก(Pi)(3C)(Pi)
2Pi 4H
2ฟอสโฟกลีเซ
อริก(3C)(Pi)
2ADP 2ATP
2กรดไพรูวิก
(3C)
2ADP 2ATP
ATP
ATP
2ATP2ATP
ไกลโคไลซิส
ไกลโคไลซิส
ไกลโคไลซิส
การสร้างแอซีติลโคเอนไซด์เอ
ชีววิทยาม.
การสร้างแอซีติลโคเอนไซด์เอ
มีสารเริ่มต้นคือกรดไพรูวิก โดยจะเคลื่อนเข้าสู่ไมโตคอนเดรีย
และทาปฏิกิริยากับโคเอนไซม์เอ ได้เป็นอะซิติลโคเอนไซม์เอ
จากกรดไพรูวิกซึ่งมีC – 3 อะตอม เป็นเป็นอะซิติลโคเอนไซม์เอซึ่งมีC – 2 อะตอม
โดยจะปล่อยออกมาในรูปของ2CO2 และ2NADH
2 Pyruvate(3C)
2C3H4O3
2NADH+2H+2NAD+
2 AcetylCoA(2C)
2C2H3O– SCoA
CoenzymeA 2CO2
การสร้างแอซีติล โคเอนไซด์ เอ
ไกลโคไลซิส
วัฏจักรเครบส์ (Krebs'cycle)
ชีววิทยาม.
วัฏจักรเครบส์ (Krebs' cycle)
 ผู้ค้นพบคือเซอร์ฮันอดอล์ฟเครบส์
อาจเรียกว่าวัฏจักรของกรดซิตริกเพราะสารตัวแรกที่เกิดคือกรดซิตริก
สารตังต้นคือ OxaloaceticAcid กับ AcetylCoA
 สารที่เกิดขึนระหว่างปฏิกิริยาคือ 6NADH 4 FADH2 4CO2 2 ATP
2 AcetylCoA(2C)
2C2H3O– SCoA
OxaloaceticAcid
4CO2
2ATP 2FAD2
6NADH
วัฏจักรเครบส์
Oxaloaceticacid(4C) Citricacid(6C)
AcytylCoA(2C) CoASH
IsoCitric
acid(6C)
Oxalosuccinic
acid(6C)
2H
Ketoglutaric
acid(5C)
CO2
Succinyl
CoA(4C)
CoASH
2H, CO2
Succinic
Acid(4C)
ATPFumaricAcid(4C)
2H
MalicAcid(4C)
2H2O
2H
วัฏจักรเครบส์
ไกลโคไลซิส
การถ่ายทอดอิเล็กตรอน
ชีววิทยาม.
การถ่ายทอดอิเล็กตรอน
เป็นกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจากNADHและFADH2
โดยผ่านตัวรับอิเล็กตรอนชนิดต่างๆเป็นลาดับขันพลังงานที่ได้จะถูกนาไปสร้างATP
และมีตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายคือO2ได้เป็นH2O
โดย1NADHจะให้พลังงาน3 ATPและ 1FADH2ให้พลังงาน2 ATP
NADH FAD Cytochromeb
CytochromecCytochromeaO2
การถ่ายทอดอิเล็กตรอน
การถ่ายทอด
อิเล็กตรอน
สรุปการสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน
กลูโคส(6C)
ไซโทพลาสซึม
ไกลโคไลซิส
ไพรูเวต(3C)
2AT
P
4ATP
แอซิติลโคเอนไซม์เอ(2C)
2NADH
2CoA
S 2CO2
2NAD
H
ไมโทคอนเดรีย
วัฎจักร
เครบส์
6NAD
H
6CO
2
2ATP
2FADH2
การถ่ายทอด
อิเล็กตรอน
รวม10NADH= 30ATP
2FADH2 =4 ATP
สรุปการสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน
มาจากATPรวม4 ATP
มาจากNADH-FADH2 32-34ATP
รวมทังสิน36-38ATP
ไกลโคไลซิส 2ATP
การสร้างแอซิติลโค
เอนไซม์เอ
วัฎจักร
เครบส์
2ATP
การถ่ายทอด
อิเล็กตรอน
24ATP
2NADH
2NADH
6NAD
H
2FADH2
ทาไมค่าพลังงานรวมมี 2 ค่า
นั่นเพราะ 2NADH ที่เกิดจากขันไกลโคไลซิสจะต้องเคลื่อนที่เข้าสู่ไมโทคอนเดรีย
และมีตัวรับอิเล็กตรอนที่ต่างกัน โดยที่กล้ามเนือหัวใจ ไต หรือตับจะมีNADHมารับ
ส่วนเซลล์กล้ามเนือยึดกระดูก หรือเซลล์สมอง เซลล์อื่นๆจะมีFADH2มารับ
ในกล้ามเนือหัวใจ ไต หรือตับจะได้38ATPส่วนเซลล์กล้ามเนือยึดกระดูก หรือเซลล์
สมอง เซลล์อื่นๆจะได้36ATP
การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
ชีววิทยาม.
การสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
จัดเป็นเป็นการสลายอาหารที่ไม่สมบูรณ์ในขันตอนของการถ่ายทอดอิเล็กตรอน(ไม่มีO2)
จึงไม่สามารถสร้าง ATPจากNADHและFADH2 ได้
เซลล์จึงมีกระบวนการผันกลับให้NADHกลายเป็น NAD+แล้วเกิดเป็นการหมักแทน
เพื่อให้เกิดขันตอนไกลโคไลซิสใหม่และได้พลังงานเพียง2 ATPจากไกลโคไลซิสนั่นเอง
การสร้างเอทิลแอลกอฮอล์
 พบในยีสต์และพืชเมื่อผ่านกระบวนไกลโคไลซิสจนได้กรดไพรูวิก
กรดไพรูวิกจะทาปฏิกิริยากับH ที่มารับได้เป็นเอทิลแอลกอฮอล์และCO2
จากกรดไพรูวิกซึ่งมีC – 3 อะตอม จึงกลายเป็นเอทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งมีC –2 อะตอม
และได้พลังงานเพียง2 ATPจากไกลโคไลซิสนั่นเอง
กลูโคส(6C)
C6H12O6
2ไพรูเวต(3C)
CH3-CO-COOH
2ATP
2NADH+
2H+
4H
2เอทิลแอลกอฮอล์
(2C)
CH3-CH2-OH
2CO2
การสร้าง
เอทิลแอลกอฮอล์
การสร้างกรดแลกติก
 พบในเซลล์กล้ามเนือลาย พยาธิตัวตืดและแบคทีเรียบางชนิด
กรดไพรูวิกจะทาปฏิกิริยากับH ที่มารับได้เป็นกรดแลคติก
จากกรดไพรูวิกซึ่งมีC – 3 อะตอม จึงกลายเป็นกรดแลคติก ซึ่งมีC – 3 อะตอมเท่าเดิม
จึงไม่มีการปลอยแก๊ส CO2 นั่นเอง
กลูโคส(6C)
C6H12O6
2ไพรูเวต(3C)
CH3-CO-
COOH
2ATP
2NADH+
2H+
4H
2 กรดแลกติก(3C)
CH3-CH-COOH-
OH
การสร้าง
กรดแลกติก
การสร้างกรดแลกติก
สรุปการสลายโมเลกุลของสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
 อาหารสลายตัวไม่สมบูรณ์(ปฏิกิริยาสินสุดลงแค่ขันไกลโคลิซิส)
 แบ่งได้เป็นการสร้างเอทิลแอลกอฮอล์ และการสร้างกรดแลกติก
การสร้างเอทิลแอลกอฮอล์เกิดCO2ขึนแต่การสร้างกรดแลกติกไม่เกิดCO2
 ไม่เกิดH2O
ได้พลังงานน้อยกว่าการหายใจแบบใช้แก๊สออกซิเจน18 – 19 เท่า
เกิดในไซโทพลาสซึมเท่านัน

บทที่ 4 ระบบย่อยอาหาร (2) 2557