Tartalom
A test sejtjei lebonthatják vagy metabolizálhatják a glükózt, hogy elkészítsék a szükséges energiát. A sejtek pusztán hőként történő felszabadítása helyett a sejtek ezt az energiát adenozin-trifoszfát vagy ATP formájában tárolják; Az ATP energiafajtaként működik, amely kényelmes formában elérhető a sejtek igényeinek kielégítésére.
Általános kémiai egyenlet
Mivel a glükóz lebontása kémiai reakció, a következő kémiai egyenlettel írható le: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, ahol 2870 kilojoule energiát szabadít fel minden metabolikus glükóz-molra. Noha ez az egyenlet leírja az egész folyamatot, egyszerűsége megtévesztő, mert rejti az igazán zajló események minden részletét. A glükóz egyetlen lépésben nem metabolizálódik. Ehelyett a sejt apró lépésekben lebontja a glükózt, amelyek mindegyike energiát bocsát ki. Ezek kémiai egyenletei az alábbiakban találhatók.
glikolízis
A glükóz metabolizmusának első lépése a glikolízis, egy tízlépéses eljárás, amelynek során egy glükózmolekula lizálódik vagy két háromszéncukorra osztódik, amelyeket kémiailag megváltoztatva két piruvatmolekulává alakulnak. A glikolízis nettó egyenlete a következő: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 piruvát + 2 ATP + 2 NADH, ahol C6H12O6 glükóz, i jelentése foszfátcsoport, NAD + és NADH elektronakceptorok / -hordozók és ADP az adenozin-difoszfát. Noha ez az egyenlet adja az általános képet, sok rejtett részletet is rejt; mivel a glikolízis tízlépéses folyamat, minden lépést külön kémiai egyenlettel lehet leírni.
Citromsav-ciklus
A glükóz-metabolizmus következő lépése a citromsav-ciklus (más néven Krebs-ciklus vagy trikarbonsav-ciklus). A glikolízissel képződött két piruvát-molekula mindegyikét acetil-CoA-nak nevezett vegyületté alakítják; A 8-lépéses folyamat során ezeket a citromsav-ciklus nettó kémiai egyenletét a következőképpen lehet írni: acetil-CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Az összes érintett lépés teljesebb leírása kívül esik a cikk hatályán; alapvetõen azonban a citromsav-ciklus az elektronokat két elektronhordozó molekulára, a NADH-ra és a FADH2-re adományozza, amelyek ezeket az elektronokat egy másik folyamatra adományozzák. GTP elnevezésű molekulát is előállít, amelynek funkciói hasonlóak az ATP-hez a sejtben.
Oxidatív foszforiláció
A glükóz metabolizmusának utolsó nagy lépésében a citromsav-ciklus elektronhordozó molekulái (NADH és FADH2) az elektronjaikat az elektronszállító láncba adják, egy fehérje láncba, amelyet a sejtek mitokondriumainak membránja ágyaz be. A mitokondriumok fontos struktúrák, amelyek kulcsszerepet játszanak a glükóz-anyagcserében és az energiatermelésben. Az elektronszállító lánc olyan folyamatot hajt végre, amely az ATP szintézisét irányítja az ADP-ből.
Hatások
A glükóz-anyagcserének általános eredményei lenyűgözőek; minden egyes glükózmolekulára a sejt 38 molekulát képes előállítani ATP-ből. Mivel az ATP szintéziséhez 30,5 kilojoule / mol szükséges, a sejtje sikeresen tárolja a glükóz lebontásával felszabadult energia 40% -át. A fennmaradó 60% hőveszteség; ez a hő segít fenntartani a testhőmérsékletet. Bár a 40 százalék alacsony hangnak tűnik, jóval hatékonyabb, mint sok ember által tervezett gép. Például még a legjobb autók is csak a benzinben tárolt energia egynegyedét tudják átalakítani az autó mozgató energiává.