تعتبر الخلية وحدة البناء الأساسية للحياة، وهي المسؤولة عن العديد من العمليات المعقدة التي تضمن استمرارية الحياة. لتحقيق هذه الوظائف المختلفة، تحتاج الخلايا إلى مصدر ثابت وطاقوي دائم - وهو الأمر الذي يتم تقديمه بشكل أساسي عبر عملية تسمى التنفس الخلوي والفوتوتركيب حسب نوع الخلية.
في خلايا النباتات والكائنات ذاتية التغذية الأخرى مثل الطحالب والبكتيريا الزرقاء، يعتمد إنتاج الطاقة أساساً على العملية الفوتوتركيبية. يُطلق عليها أيضاً "التخليق الضوئي"، وهي القدرة الفريدة لهذه الكائنات لاستخدام ضوء الشمس كمحرك رئيسي لإنتاج الغذاء الخاص بها. تبدأ هذه العملية عندما تمتص الصبغات الموجودة داخل البلاستيدات الخضراء في الخلية الجزيئات الصغيرة للضوء - عادة ما تكون الأشعة فوق البنفسجية والأجزاء المرئية من طيف الضوء - وتحويلها إلى طاقة كيمائية يمكن استخدامها داخل الخلية. خلال هذا التحول الفائق التعقيد، يخضع الماء وثاني أكسيد الكربون لانقسام لتكوين سكريات بسيطة وأكسجين - الأخير يتم إطلاقه كمنتج ثانوي بينما تستخدم العناصر الأولى كمصدر للغذاء والطاقة.
أما بالنسبة لخلايا الحيوانات وغيرها من الكائنات متعددة الخلايا غير الذاتية التغذية، فإن الطريق نحو توليد الطاقة يبدأ بتناول الطعام والحصول على المغذيات الكبيرة والصغيرة منها. بمجرد دخول تلك المواد الغذائية للجسم، تعمل الجهاز الهضمي على تقسيمها إلى وحداتها الأبسط - الأمينو أسيدز، الأحماض الدهنية والجلوكوز تحديداً. ثم تنقل الدم هذه المركبات المنفردة لكل خلية يحتاج إليها، وهناك تستقبل كل خلية حصة منها وفقا لنشاطها الحالي واحتياجاتها الخاصة بالطاقة.
بعد ذلك يأتي دور عملية التنفس الخلوي التي تجري ضمن أغشيّة بلازميّة جميع أنواع الخلايا الحية باستثناء بعض الأنواع البسيطة جداً من البكتيريا والتي تعتبر خارجية للهواء وتعيش بدون الأوكسجين. تتضمن هذه العملية تحلل جزيئات السكر والمواد الغذائية الأخرى تحت تأثير وجود الأوكسجين الثقيل (أو غياب آخرين مثل النتريت) مما يؤدي بإطلاق الطاقة المخزونة داخلهم طوال مرحلة صنع الغذاء (الفوتوسنتيسيس). خلال مراحل مختلفة تشمل الغليكوجينيز والتور- الأكسدة ومجموعة كاملة أخرى من الانزيمات المرتبطة بكل خطوة من الخطوات الثلاثة الرئيسية للتفاعلات المتعاقبة؛ تتم تصنيع ATP – أحد أكثر أشكال نقل الطاقة شيوعاً وانتشاراً بين الكائنات الحية الأرضية كما هو مستخدم بنسبة كبيرة أيضًا بواسطة البشر. بالإضافة لذلك يقوم الجسم بحرق فوائض الطاقة الزائدة بطريقة مشابهة لمولد كهربائي يعمل بكفاءة عالية ولكن عند حاجته لها فقط. وهذا يحدث عادة أثناء نشاط بدني كبير يستنزف مخزون عضلات الشخص من جلوكوز بسرعة وبالتالي يسارع القلب والدورة الدموية لديه حتى الوصول للمستويات الطبيعية مرة اخرى قدر المستطاع وذلك بفضل انبساط الشرايين وخفض مقاومتها الداخلية والتي تعد خاصية مهمة خاصة حين مواجهة حالات الطوارئ والأزمات الصحية المختلفة.
وفي نهاية المطاف، تلعب مجموعة متنوعة من الإنزيمات والنواقل والعوامل المحركة دوراً مركزياً في مساعدة الخلايا على تبادل ودعم عمليات الأيض الداخلي الخارجي بما فيها انتاج ونقل وإستهلاك أنواع مختلفه ومتنوعه جدّاً من مواد وحاملات الطاقة الهامة للغاية في حياة الإنسان ومن يليه وكيفية عمل جسمه عموماُ .بهذه الآلية الهندسية الرائعه ، تبدو قوة الحياة واضحة تمام الوضوح أمام ناظريك!
