נשימה תאית

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 המשמש להכנת מאגרי אנרגיה זמינה לשימוש בייצורים חיים.

הנשימה התאית מתרחשת בתוך תא. בתהליך הנשימה התאית מפורקות תרכובות אורגניות, בעיקר פחמימות אותן צרך ("אכל") האורגניזם קודם לכן; האנרגיה המשתחררת עם פירוק התרכובות משמשת להרכבת הנוקלאוטיד ATP - "מטבע האנרגיה" של כל היצורים החיים. התא מסוגל להשתמש ב-ATP מאוחר יותר לשם ייצור אבני הבניין התאיות ולשם התנעת תהליכים רבים בו. לפירוט עקרונות הפקת האנרגיה בתא ראו: מטבוליזם.

בתהליך הנשימה התאית מתרחש מעבר של אלקטרונים בין שני חומרים שונים. מעבר זה, בדומה למתרחש בסוללה 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 אל-אווירנית. מקור הטעות הוא כדלהלן: בבסיסם של כל תהליכי הנשימה עומדות תגובות חמצון-חיזור; אלו הן תגובות שבמהלכן אטומים מוסרים אלקטרונים לאטומים אחרים. בעבר היה פירוש המילה חמצון "התרכבות עם חמצן", אך בכימיה מודרנית שונתה משמעות המושג ל"קליטת אלקטרונים". לכן אף על פי שבעבר קושרה הנשימה להתרכבות עם חמצן, כיום ידוע שחמצן איננו קולט האלקטרונים היחידי במערכות ביולוגיות בכלל, ובתהליך הנשימה התאית בפרט.

שלושת שלבי הנשימה התאית

ביצורים פרוקריוטיים (חיידקים) מתרחשת הנשימה התאית בציטופלזמה; הזרחון החמצוני מתרחש על-גבי ממברנת התא. ביצורים איקריוטיים מתרחשת הגליקוליזה בציטופלזמה, מעגל קרבס בתוך המרחב הפנימי של המיטוכונדריה, והזרחון החמצוני על-גבי הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה. לא בכדִי מכוּנוֹת המיטוכונדריה "תחנות הכוח של התא"; בהן מתרחשים השלבים המכריעים ביותר בנשימה התאית.