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呼吸過程中的隱藏英雄：NADH和FADH2究竟有何神奇之處？
細胞呼吸是生物體細胞將化學能轉換為可用能量的關鍵過程。在此過程中，營養物質通過一系列新陳代謝反應，被氧化以產生ATP，這是細胞的能量貨幣。無論是動植物，還是某些細菌，盈利的能源如何釋放，背後無不隱藏著一個個默默無聞的“英雄”，即NADH和FADH2。
細胞呼吸的過程可被描述為一組在生物細胞內部進行的代謝反應及過程，旨在將化學能從營養物質轉換為ATP，並釋放廢物。
我們的故事始於有氧呼吸。這是一種需要氧氣的過程，廣泛存在於生物界。細胞利用葡萄糖和其他營養物質，在細胞質和粒線體內進行一系列反應。最終，NADH和FADH2被產生，並在電子傳遞鏈中發揮關鍵作用。這不僅有助於生成ATP，還促進了二氧化碳和水的產生並釋放出來。
大多數來自有氧細胞呼吸的ATP是通過氧化磷酸化產生的，而這個過程需要協同工作驅動電子傳遞鏈的NADH。
NADH和FADH2的存在使得電子傳遞鏈得以運作，它們的丟失電子不斷驅動質子主動穿過內膜，形成質子泵送的靜電梯度，進而驅動ATP合成酶工作，結合ADP與無機磷酸，生成ATP。這個過程被稱為化學滲透，致使ATP的產生效率大幅提升。
ATP的產生依賴於NADH和FADH2經由電子傳遞鏈改變其能量狀態。
在細胞內的有氧呼吸中，NADH的效率尤為出色。據數據顯示，每一個NADH最終可以產生2.5個ATP，而FADH2則貢獻1.5個ATP。這使得有氧呼吸在產生ATP的能力上，遠超過無氧呼吸，大約能產生30到32個ATP每一分子葡萄糖，相對於2個ATP的無氧呼吸來說，優勢明顯。
熱愛運動的你，是否有想過在高強度運動中，肌肉細胞快速利用的能量來源就是這些隱藏的英雄NADH和FADH2？在運動開始時，供應的ATP來自於有氧代謝，但隨著運動強度增加及氧氣供應不足，細胞將開始轉向無氧發酵，以乳酸的形式產生能量，這時NADH又必須被迅速重生，以確保對應的能量供應。
無氧呼吸的產生，無法利用細胞內部的葡萄糖進行完整的氧化過程，但卻能夠迅速提供能量和更新NAD+。
這個機制充分體現了NADH和FADH2的神奇之處。即使在氧氣缺乏的情況下，它們依舊能夠支持細胞的能量需求，避免過多的乳酸堆積而帶來的疲憊感。
隨著科學研究的深入，我們了解到了即使在各種環境中，含有不同的電子受體的細菌，依然可以繼續進行細胞呼吸，利用不同的化合物進行呼吸生成ATP，這進一步證明了NADH和FADH2在整個能量代謝中的核心地位。
在生命的微觀世界裡，這些小分子展現了巨大的能力，對於生物活動至關重要。隨著研究的深入，未來我們或許能夠更進一步探索它們在不同生物體中的角色和重要性。
你對於這些在呼吸過程中扮演關鍵角色的小分子，有多少了解呢？它們的神奇之處是否能在我們的生活中發現更多的可能性?
