Отже, клітинне дихання відбувається у клітині.

Але де саме? Яка органела здійснює цей процес?

Основний етап клітинного дихання здійснюється у . Як відомо, основний продукт роботи мітохондрії – молекули АТФ – синонім поняття «енергія» у біології. Справді, основним продуктом цього є енергія, молекули АТФ.

АТФ- Це молекула - синонім енергії в біології. Розшифровується як аденозинтрифосфат або аденозинтрифосфорна кислота. Як видно з малюнка формули, у складі молекули є:

1. три зв'язки із залишками фосфорної кислоти, при розриві яких виділяється велика кількість енергії,
2. вуглевод рибоза (п'ятий цукор) і
3. азотна основа

1 Етап клітинного дихання - підготовчий

Яким чином речовини потрапляють у клітини? У процесі травлення організму. Суть процесу травлення - розщеплення полімерів, що надходять в організм із їжею, до мономерів:

• розщеплюються до амінокислот;
• - До глюкози;
• розщеплюються до гліцерину та жирних кислот.

Тобто. у клітину надходять уже мономери.

2 Етап клітинного травлення

Гліколіз- Ферментативний процес послідовного розщеплення глюкози в клітинах, що супроводжується синтезом АТФ.

Гліколіз при аеробних умовахведе до утворення піровиноградної кислоти (ПВК) (пірувата),

гліколіз у анаеробних умовах(Безкисневих або при нестачі кисню) веде до утворення молочної кислоти (лактату).

CH 3 -CH(OH)-COOH

Процес іде за участю молекул фосфорної кислоти, тому називається окисне фосфорилювання

Гліколіз є основним шляхом глюкози в організмі тварин.

Перетворення відбуваються у , тобто. процес буде однозначно анаеробним: молекула глюкози розщепиться до ПВК - піровиноградної кислоти з виділенням 2 молекул АТФ:

3 Етап клітинного травлення (кисневий)

Вступаючи в мітохондрію, відбувається окислення: ПВК під дією кисню розщеплюється до вуглекислого газу (сумарне рівняння):

Спочатку відщеплюється один вуглецевий атом піровиноградної кислоти. При цьому утворюється вуглекислий газ, енергія (вона запасається в одній молекулі НАДФ) та двовуглецева молекула - ацетильна група. Потім реакційний ланцюг надходить у метаболічний координаційний центр клітини - цикл Кребса.

Цикл Кребса

(Цикл лимонної кислоти)

Цикл Кребса - це реакції, які починаються, коли певна вхідна молекула з'єднується з іншою молекулою, яка виконує функцію "помічника". Така комбінація ініціює серію інших хімічних реакцій, у яких утворюються молекули-продукти і наприкінці відтворюється молекула-помічник, яка може розпочати весь процес знову.

Для переробки енергії, запасеної в одній молекулі глюкози, цикл Кребса потрібно пройти двічі

Процес багатостадійний, і в ньому крім різних кислот з цікавими назвами беруть участь коферменти (КоА).

Що таке коферменти?

(коензими)

• це органічні речовини невеликого розміру
• вони здатні з'єднуватися з білками (або прямо з ферментами, у яких, до речі, білкова природа), утворюючи активну речовину, косплекс, яка буде чимось на зразок каталізатора.

Приставка "ко-" - це як "со-" - співпродюсер, співвітчизник і т.п. Тобто. "разом з "

Гліколіз- Катаболічний шлях виняткової важливості.

Він забезпечує енергією клітинні реакції, у тому числі синтез білка.

Проміжні продукти гліколізу застосовуються при синтезі жирів.

Піруват також може бути використаний для синтезу інших сполук. Завдяки гліколізу продуктивність мітохондрій та доступність кисню не обмежують потужність м'язів при короткочасних граничних навантаженнях.

Основними процесами, що забезпечують клітину енергією, є фотосинтез, хемосинтез, дихання, бродіння та гліколіз як етап дихання.
З кров'ю кисень проникає у клітину, вірніше у спеціальні клітинні структури – мітохондрії. Вони є у всіх клітинах, за винятком клітин бактерій, синьо-зелених водоростей та зрілих клітин крові (еритроцитів). У мітохондріях кисень вступає у багатоступінчасту реакцію з різними поживними речовинами – білками, вуглеводами, жирами та ін. Цей процес називається клітинним диханням. В результаті виділяється хімічна енергія, яку клітина запасає в особливій речовині – аденозинтрифосфорної кислоти, або АТФ. Це універсальний накопичувач енергії, яку організм витрачає на зростання, рух, підтримку своєї життєдіяльності.

Дихання – це окислювальний, за участю кисню, розпад органічних поживних речовин, що супроводжується утворенням хімічно активних метаболітів та звільненням енергії, які використовуються клітинами для процесів життєдіяльності.

Дихання, на відміну горіння, процес багатоступінчастий. У ньому виділяють дві основні стадії: гліколіз та кисневий етап.

Гліколіз

Дорогоцінна для організму АТФ утворюється не тільки в мітохондріях, але і в цитоплазмі клітини в результаті гліколізу (від грец. Глікіс - солодкий і лисис - розпад). Гліколіз не є мембранозалежним процесом. Він відбувається у цитоплазмі. Однак ферменти гліколізу пов'язані зі структурами цитоскелету.
Гліколіз – процес дуже складний. Це процес розщеплення глюкози під впливом різних ферментів, який вимагає участі кисню. Для розпаду та часткового окислення молекули глюкози необхідно узгоджене протікання одинадцяти послідовних реакцій. При гліколізі одна молекула глюкози дає можливість синтезувати дві молекули АТФ. Продукти розщеплення глюкози можуть вступати в реакцію бродіння, перетворюючись на етиловий спирт або молочну кислоту. Спиртове бродіння властиве дріжджам, а молочнокисле – властиве клітинам тварин та деяких бактерій. Багатьом аеробним, тобто. що живуть виключно в кисневому середовищі, організмам вистачає енергії, що утворюється в результаті гліколізу і бродіння. Але аеробним організмам необхідно доповнити цей невеликий запас, причому дуже суттєво.

Кисневий етап дихання

Продукти розщеплення глюкози потрапляють у мітохондрію. Там спочатку відщеплюється молекула вуглекислого газу, який виводиться з організму при виході. «Дожигання» відбувається в так званому циклі Кребса (додаток №1) (на ім'я англійського біохіміка, що його описав) – послідовного ланцюга реакцій. Кожен із які у ній ферментів входить у сполуки, а після кількох перетворень знову звільняється у початковому вигляді. Біохімічний цикл зовсім не безцільне ходіння по колу. Він більше схожий на пором, який снує між двома берегами, але в результаті люди і машини рухаються в потрібному напрямку. В результаті реакцій, що відбуваються в циклі Кребса, синтезуються додаткові молекули АТФ, відщеплюються додаткові молекули вуглекислого газу і атоми водню.
Жири теж беруть участь у цьому ланцюжку, але їхнє розщеплення вимагає часу, тому якщо енергія потрібна терміново, то організм використовує не жири, а вуглеводи. Натомість жири – дуже багате джерело енергії. Можуть окислятися для енергетичних потреб та білки, але лише в крайньому випадку, наприклад, при тривалому голодуванні. Білки для клітини – недоторканний запас.
Головний за ефективністю процес синтезу АТФ відбувається за участю кисню в багатоступеневому дихальному ланцюзі. Кисень здатний окислювати багато органічних сполук і при цьому виділяти багато енергії відразу. Але такий вибух для організму був би згубним. Роль дихального ланцюга та всього аеробного, тобто. пов'язаного з киснем, дихання полягає саме в тому, щоб організм забезпечувався енергією безперервно і невеликими порціями - тією мірою, якою мірою це організму потрібно. Можна провести аналогію з бензином: розлитий по землі та підпалений, він миттєво спалахне без будь-якої користі. А в автомобілі, згоряючи потроху, бензин кілька годин виконуватиме корисну роботу. Але для цього такий складний пристрій, як двигун.

Дихальний ланцюг у сукупності з циклом Кребса та гліколізом дозволяє довести «вихід» молекул АТФ з кожної молекули глюкози до 38. Адже при гліколізі це співвідношення було лише 2:1. Таким чином, коефіцієнт корисної дії аеробного дихання набагато більший.
Механізм синтезу АТФ при гліколіз відносно простий і може легко бути відтворений в пробірці. Однак ніколи не вдавалося лабораторно змоделювати дихальний синтез АТФ. У 1961 році англійський біохімік Пітер Мітчел висловив припущення, що ферменти - сусіди по дихальному ланцюгу - дотримуються не тільки суворої черговості, але і чіткого порядку в просторі клітини. Дихальний ланцюг, не змінюючи свого порядку, закріплюється у внутрішній оболонці (мембрані) мітохондрії і кілька разів "прошиває" її ніби стібками. Спроби відтворити дихальний синтез АТФ зазнали невдачі, тому що роль мембрани дослідниками недооцінювалися. Адже в реакції беруть участь ще ферменти, зосереджені в грибоподібних наростах на внутрішній стороні мембрани. Якщо ці нарости видалити, то АТФ не синтезуватиметься.

У процесі дихання утворюється дуже багато енергії. Якби вся вона виділилася відразу, то клітина перестала б існувати. Але цього не відбувається, тому що енергія виділяється не вся одразу, а східчасто, невеликими порціями. Виділення енергії невеликими дозами обумовлено тим, що дихання є багатоступінчастим процесом, на окремих етапах якого утворюються різні проміжні продукти (з різною довжиною вуглецевого ланцюжка) і виділяється енергія. Енергія, що виділяється, не витрачається у вигляді тепла, а запасається в універсальному макроергічному з'єднанні - АТФ. При розщепленні АТФ енергія може використовуватися в будь-яких процесах, необхідних підтримки життєдіяльності організму: на синтез різних органічних речовин, механічну роботу, підтримання осмотичного тиску протоплазми тощо.

Дихання є процесом, що дає енергію, проте його біологічне значення цим не обмежується. Внаслідок хімічних реакцій, що супроводжують дихання, утворюється велика кількість проміжних сполук. З цих сполук, що мають різну кількість вуглецевих атомів, можуть синтезуватись найрізноманітніші речовини клітини: амінокислоти, жирні кислоти, жири, білки, вітаміни.

Тому обмін вуглеводів визначає інші обміни речовин (білків, жирів). У цьому величезне значення.

З процесом дихання, його хімічними реакціями пов'язана одна з дивовижних властивостей мікробів - здатність випромінювати видиме світло - люмінесцувати.

Відомо, що низка живих організмів, у тому числі бактерії, можуть випромінювати видиме світло. Люмінесценція, що викликається мікроорганізмами, відома вже протягом століть. Нагромадження люмінесцентних бактерій, що у симбіозі з дрібними морськими тваринами, іноді призводить до світіння моря; з люмінесценцією зустрічалися також у разі зростання деяких бактерій на м'ясі тощо.

До основних компонентів, взаємодія між якими призводить до випромінювання світла, відносяться відновлені форми ФМН або НАД, молекулярний кисень, фермент люцифераеа і окислюване з'єднання - люциферин. Передбачається, що відновлені НАД або ФМН реагують з люциферазою, киснем і люциферином, внаслідок чого електрони в деяких молекулах переходять у збуджений стан і їх повернення на основний рівень супроводжується випромінюванням світла. Люмінесценцію у мікробів розглядають як «марнотратний процес», тому що при цьому енергетична ефективність дихання знижується.



КЛІТИННЕ ДИХАННЯ

Основними процесами, що забезпечують клітину енергією, є фотосинтез, хемосинтез, дихання, бродіння та гліколіз як етап дихання.

З кров'ю кисень проникає в клітину, вірніше в спеціальні клітинні структури мітохондрії. Вони є у всіх клітинах, за винятком клітин бактерій, синьо-зелених водоростей та зрілих клітин крові (еритроцитів). У мітохондріях кисень вступає у багатоступінчасту реакцію з різними поживними речовинами білками, вуглеводами, жирами та ін. Цей процес називається клітинним диханням. В результаті виділяється хімічна енергія, яку клітина запасає в особливій речовині аденозинтрифосфорної кислоти або АТФ. Це універсальний накопичувач енергії, яку організм витрачає на зростання, рух, підтримку своєї життєдіяльності.

Подих це окислювальний, за участю кисню розпад органічних поживних речовин, що супроводжується утворенням хімічно активних метаболітів та звільненням енергії, які використовуються клітинами для процесів життєдіяльності.

Загальне рівняння дихання має такий вигляд:

Де Q=2878 кДж/моль.

Але дихання, на відміну горіння, процес багатоступінчастий. У ньому виділяють дві основні стадії: гліколіз та кисневий етап.

Гліколіз

Дорогоцінна для організму АТФ утворюється не тільки в мітохондріях, але і в цитоплазмі клітини в результаті гліколізу (від грец. Глікіс - солодкий і лисис розпад). Гліколіз не є мембранозалежним процесом. Він відбувається у цитоплазмі. Однак ферменти гліколізу пов'язані зі структурами цитоскелету.

Гліколіз процес дуже складний. Це процес розщеплення глюкози під впливом різних ферментів, який вимагає участі кисню. Для розпаду та часткового окислення молекули глюкози необхідно узгоджене протікання одинадцяти послідовних реакцій. При гліколізі одна молекула глюкози дає можливість синтезувати дві молекули АТФ. Продукти розщеплення глюкози можуть вступати в реакцію бродіння, перетворюючись на етиловий спирт або молочну кислоту. Спиртове бродіння властиве дріжджам, а молочнокисле властиве клітинам тварин та деяких бактерій. Багатьом аеробним, тобто. що живуть виключно в кисневому середовищі, організмам вистачає енергії, що утворюється в результаті гліколізу і бродіння. Але аеробним організмам необхідно доповнити цей невеликий запас, причому дуже суттєво.

Кисневий етап дихання

Продукти розщеплення глюкози потрапляють у мітохондрію. Там спочатку відщеплюється молекула вуглекислого газу, який виводиться з організму при виході. Допалювання відбувається в так званому циклі Кребса (додаток №1) (на ім'я англійського біохіміка, що описав його) послідовного ланцюга реакцій. Кожен із які у ній ферментів входить у сполуки, а після кількох перетворень знову звільняється у початковому вигляді. Біохімічний цикл зовсім не безцільне ходіння по колу. Він більше схожий на пором, який снує між двома берегами, але в результаті люди і машини рухаються в потрібному напрямку. В результаті реакцій, що відбуваються в циклі Кребса, синтезуються додаткові молекули АТФ, відщеплюються додаткові молекули вуглекислого газу і атоми водню.

Жири теж беруть участь у цьому ланцюжку, але їхнє розщеплення вимагає часу, тому якщо енергія потрібна терміново, то організм використовує не жири, а вуглеводи. Зате жири дуже багате джерело енергії. Можуть окислятися для енергетичних потреб та білки, але лише в крайньому випадку, наприклад, при тривалому голодуванні. Білки для клітини є недоторканним запасом.

Головний за ефективністю процес синтезу АТФ відбувається за участю кисню в багатоступеневому дихальному ланцюзі. Кисень здатний окислювати багато органічних сполук і при цьому виділяти багато енергії відразу. Але такий вибух для організму був би згубним. Роль дихального ланцюга та всього аеробного, тобто. пов'язаного з киснем, дихання полягає саме в тому, щоб організм забезпечувався енергією безперервно і невеликими порціями тією мірою, якою мірою це організму потрібно. Можна провести аналогію з бензином: розлитий по землі та підпалений, він миттєво спалахне без будь-якої користі. А в автомобілі, згоряючи потроху, бензин кілька годин виконуватиме корисну роботу. Але для цього такий складний пристрій, як двигун.

Дихальний ланцюг у сукупності з циклом Кребса і гліколізом дозволяє довести вихід молекул АТФ з кожної молекули глюкози до 38. При гліколізі це співвідношення було лише 2:1. Таким чином, коефіцієнт корисної дії аеробного дихання набагато більший.

Як влаштований дихальний ланцюг?

Механізм синтезу АТФ при гліколіз відносно простий і може легко бути відтворений в пробірці. Однак ніколи не вдавалося лабораторно змоделювати дихальний синтез АТФ. У 1961 році англійський біохімік Пітер Мітчел висловив припущення, що ферменти сусіди по дихальному ланцюзі дотримуються не тільки суворої черговості, але й чіткого порядку в просторі клітини. Дихальний ланцюг, не змінюючи свого порядку, закріплюється у внутрішній оболонці (мембрані) мітохондрії і кілька разів прошиває її ніби стібками. Спроби відтворити дихальний синтез АТФ зазнали невдачі, тому що роль мембрани дослідниками недооцінювалися. Адже в реакції беруть участь ще ферменти, зосереджені в грибоподібних наростах на внутрішній стороні мембрани. Якщо ці нарости видалити, то АТФ не синтезуватиметься.

Дихання, яке завдає шкоди.

Молекулярний кисень – потужний окислювач. Але як сильнодіючі ліки він здатний давати і побічні ефекти. Наприклад, пряма взаємодія кисню з ліпідами викликає появу отруйних перекисів та порушує структуру клітин. Активні сполуки кисню можуть пошкоджувати також білки та нуклеїнові кислоти.

Чому ж не відбувається отруєння цими отрутами? Тому що їм є протиотрута. Життя виникло без кисню, і перші істоти на Землі були анаеробними. З'явився фотосинтез, а кисень як його побічний продукт почав накопичуватися в атмосфері. У той час цей газ був небезпечний для всього живого. Одні анаероби загинули, інші знайшли безкисневі куточки, наприклад, оселившись у грудочках ґрунту; треті стали пристосовуватися та змінюватися. Тоді й з'явилися механізми, що захищають живу клітину від безладного окиснення. Це різноманітні речовини: ферменти, у тому числі руйнівник шкідливого перекису водню каталізу, а також багато інших небілкових сполук.

Дихання взагалі спочатку з'явилося як спосіб видаляти кисень з навколишнього організму атмосфери і лише потім стало джерелом енергії. Анаероби, що пристосувалися до нового середовища, стали аеробами, отримавши величезні переваги. Але прихована небезпека кисню для них все ж таки збереглася. Потужність антиокислювальних протиотрут небезмежна. Ось чому в чистому кисні, та ще й під тиском, усе живе незабаром гине. Якщо ж клітина виявиться пошкоджена будь-яким зовнішнім фактором, то захисні механізми зазвичай відмовляють насамперед, і тоді кисень починає шкодити навіть за звичайної атмосферної концентрації.

Клітинне дихання - це окислення органічних речовин у клітині, у результаті синтезуються молекули АТФ. Вихідною сировиною (субстратом) зазвичай служать вуглеводи, рідше жири та ще рідше білки. Найбільше молекул АТФ дає окислення киснем, менше – окислення іншими речовинами і перенесенням електронів.

Вуглеводи, або полісахариди, перед використанням субстрату клітинного дихання розпадаються до моносахаридів. Так рослини крохмаль, а тварин глікоген гідролізуються до глюкози.

Глюкоза є основним джерелом енергії майже всім клітин живих організмів.

Перший етап окислення глюкози – гліколіз. Він вимагає кисню і характерний як із анаеробному, і аеробному диханні.

Біологічне окиснення

Клітинне дихання включає безліч окислювально-відновних реакцій, в яких відбувається переміщення водню і електронів від одних сполук (або атомів) до інших. При втраті електрона якимось атомом відбувається його окислення; при приєднанні електрона – відновлення. Окислювана речовина – це донор, а відновлювана – акцептор водню та електронів. Окисно-відновні реакції, що протікають в живих організмах звуться біологічного окислення, або клітинного дихання.

Зазвичай при окисних реакціях відбувається виділення енергії. Причина цього у фізичних законах. Електрони в органічних молекулах, що окислюються, знаходяться на більш високому енергетичному рівні, ніж у продуктах реакції. Електрони, переходячи з вищого на нижчий енергетичний рівень, вивільняють енергію. Клітина вміє фіксувати її у зв'язках молекул – універсальному «паливі» живого.

Найбільш поширеним у природі кінцевим акцептором електронів є кисень, що відновлюється. При аеробному диханні внаслідок повного окислення органічних речовин утворюються вуглекислий газ та вода.

Біологічне окислення протікає по-етапно, у ньому беруть участь безліч ферментів та сполуки, які переносять електрони. При ступінчастому окисненні електрони переміщуються ланцюгом переносників. На певних етапах ланцюга відбувається виділення порції енергії, достатньої для синтезу АТФ із АДФ та фосфорної кислоти.

Біологічне окислення дуже ефективне в порівнянні з різними двигунами. Близько половини енергії, що виділяється, в кінцевому підсумку фіксується в макроергічних зв'язках АТФ. Інша частина енергії розсіюється як тепла. Оскільки процес окиснення ступінчастий, то теплова енергія виділяється потроху і не ушкоджує клітини. У той самий час вона служить підтримки постійної температури тіла.

Аеробне дихання

Різні етапи клітинного дихання у аеробних еукаріотів відбуваються

у матриксі мітохондрій – , або цикл трикарбонових кислот,

на внутрішній мембрані мітохондрій - , або дихальний ланцюг.

На кожному з цих етапів із АДФ синтезується АТФ, найбільше на останньому. Кисень як окислювач використовується тільки на етапі окислювального фосфорилювання.

Сумарні реакції аеробного дихання виглядають так.

Гліколіз та цикл Кребса: C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O → 6CO 2 + 12H 2 + 4АТФ

Дихальний ланцюг: 12H 2 + 6O 2 → 12H 2 O + 34АТФ

Таким чином, біологічне окислення однієї молекули глюкози дає 38 молекул АТФ. Насправді нерідко буває менше.

Анаеробне дихання

При анаеробному диханні в окисних реакціях акцептор водню НАД не передає водень зрештою кисень, якого у разі немає.

Як акцептор водню може бути використана піровиноградна кислота, що утворюється при гліколізі.

У дріжджів піруват зброджується до етанолу (спиртове бродіння). При цьому в процесі реакцій утворюється вуглекислий газ і використовується НАД:

CH 3 COCOOH (піруват) → CH 3 CHO (ацетальдегід) + CO 2

CH 3 CHO + НАД · H 2 → CH 3 CH 2 OH (етанол) + НАД

Молочнокисле бродіння відбувається у тварин клітинах, які відчувають тимчасовий недолік кисню, і в ряду бактерій:

CH 3 COCOOH + НАД · H 2 → CH 3 CHOHCOOH (молочна кислота) + НАД

Обидва бродіння не дають виходу АТФ. Енергію в даному випадку дає лише гліколіз, і становить вона лише дві молекули АТФ. Значна частина енергії глюкози не витягується. Тому анаеробне дихання вважається малоефективним.

Клітинним диханням називають сукупність ферментативних процесів, що протікають у кожній клітині, в результаті яких молекули вуглеводів, жирних кислот і амінокислот розщеплюються в кінцевому рахунку до вуглекислоти і води, а звільнена біологічно корисна енергія використовується на життєдіяльність клітини. Біологічно корисна енергія є потік електронів, що йде з більш високих енергетичних рівнів на нижчі. Відбувається це так: під дією ферменту від молекули поживної речовини (вуглеводу, жиру, білка) віднімаються протони (тобто атоми водню), а разом з ними і електрони. Цей процес відомий під назвою дегідрування *< Передача электронов через систему переноса электронов происходит путем ряда последовательных реакций окисления - восстановления, которые в совокупности носят название «биологического окисления «.>. Відібрані електрони передаються на спеціальну речовину, яка називається акцептором**<Специфические соединения, которые образуют систему переноса электронов и которые попеременно окисляются и восстанавливаются, называются "цитохромами ".> . Далі інші ферменти віднімають електрони від первинного акцептора і передають їх на інший і так далі, поки повністю не витрачено енергію електрона або не запасеться у вигляді енергії хімічних зв'язків (аденозинтрифосфат). Зрештою кисень реагує з іонами водню і електронами, що віддали енергію, перетворюється на воду, яка виводиться з організму. Цей потік електронів отримав назву "електронного каскаду". Для більшої наочності його можна подати у вигляді ряду водоспадів, кожен водоспад обертає турбіну - віддає енергію, поки не віддасть її повністю. На самому верху "вода" - харчова речовина, від якої будуть відніматися електрони та протони (субстрат), а внизу - "відпрацьована вода" - електрони та протони зі зниженою енергетикою, з'єднані з киснем (вода), і те, що залишається від субстрату , - Що підлягає виділенню. Тепер розглянемо цей процес з позиції деструктуризації (ентропії, тобто розпаду). Кожна молекула харчової речовини має власну просторову структуру. При дегідруванні той чи інший фермент може відщепити лише певні атоми водню, які займають певне просторове становище у молекулі. Внаслідок низки таких послідовних відщеплень речовина зі складною структурою руйнується до простих складових. Енергія зв'язку, звільняючись, використовується нашим організмом на власне зміцнення – підтримує власні структури білків, жирів, вуглеводів тощо. Таким чином, деструктуруючи харчові речовини, організм підтримує на стабільному рівні структури власного тіла. Якщо їжа вже була деструктурована (термічна обробка, солка, сушіння, рафінізація, подрібнення і т. д.), то нашому організму дістанеться набагато менше енергії, укладеної в просторових зв'язках, що залишилися. Тому міць харчування полягає не в калоріях, а в структурі їжі. Тривалість життя залежить немає від ситої їжі, як від струкурированной. Отже, клітинне дихання є процес вироблення електронів, т. е. електроенергії. Е. Болл зробив розрахунки, що показують, скільки електричної енергії виробляється в організмі при розщепленні субстратів до води та вуглекислого газу. Виходячи зі споживання кисню організм дорослої людини в стані спокою (264 кубічних сантиметри на хвилину), а також того факту, що кожен атом кисню для утворення молекули води вимагає двох атомів водню та двох електронів, Болл підрахував, що кожної хвилини у всіх клітинах тіла з молекул засвоєних живильних речовин у процесі біологічного окислення на кисень переходить 2,86. 10.22 електронів, тобто сумарна сила струму досягає 76 ампер (А). Це велика величина: адже через звичайну 100-ватну лампочку проходить струм лише близько 1 ампера.
Переходу електронів із субстрату на кисень відповідає різниця потенціалів 1,13 вольта (В); вольти, помножені на ампери, дають вати, отже 1,13 х 76 = 85,9 вата. Таким чином, потужність споживання людським організмом приблизно дорівнює потужності, що споживається стоватною електролампою, проте при цьому в організмі використовуються значно більші струми при значно менших напругах. З вищевикладеного, усвідомимо собі роль кожної речовини у процесі. ПОЖИВНІ РЕЧОВИНИ служать для побудови структур нашого тіла, а деструктуризації, що зазнали, дають нам енергію у вигляді електронів. Кінцеві продукти деструктуризації поживних речовин: ВОДА дає середовище для протікання життєвих процесів; ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ є регулятором у вигляді життєвих процесів (змінює КЩР, активує генетичний апарат клітини, впливає на засвоєння кисню організмом). КИСНЮ, що споживається при диханні, відводиться скромна роль виводити з організму електрони зі зниженим енергетичним потенціалом у вигляді продуктів кінцевої ланки деструктуризації - вуглекислого газу та води.
З позиції біогенних елементів вуглець (18%) є зв'язкою, яка з'єднує кисень (70%) та водень (10%). Чи не азот, а вуглець є фундаментом життя, тому організм усіма заходами прагне його збереження, орієнтуючи весь дихальний процес на стабільне збереження вуглецю у вигляді вуглекислого газу та інших його сполук. Зменшення в організмі вуглецю та його сполук відразу ж позначається на всіх життєво важливих процесах, викликаючи масу захворювань.
Ось так здійснюється третій ступінь дихання – клітинне дихання. Причому найбільша кількість вуглекислого газу виходить при прийомі вуглеводистої їжі, а найменша - від жирної та білкової.