Innehåll
Cellerna i kroppen kan bryta ner eller metabolisera glukos för att göra den energi de behöver. I stället för att bara släppa denna energi som värme lagrar celler emellertid denna energi i form av adenosintrifosfat eller ATP; ATP fungerar som en slags energivaluta som är tillgänglig i bekväm form för att tillgodose cellernas behov.
Övergripande kemisk ekvation
Eftersom nedbrytningen av glukos är en kemisk reaktion kan den beskrivas med hjälp av följande kemiska ekvation: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, där 2870 kilojoule energi frigörs för varje mol glukos som metaboliseras. Även om denna ekvation beskriver den övergripande processen, är dess enkelhet vilseledande, eftersom den döljer alla detaljer om vad som verkligen äger rum. Glukos metaboliseras inte i ett enda steg. Istället bryter cellen ned glukos i en serie små steg, som var och en släpper energi. De kemiska ekvationerna för dessa visas nedan.
glykolys
Det första steget i glukosmetabolismen är glykolys, en process med tio steg där en molekyl glukos lyseras eller delas upp i två tre-kol-socker som sedan kemiskt förändras för att bilda två molekyler av pyruvat. Nettoekvationen för glykolys är som följer: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH, där C6H12O6 är glukos, jag är en fosfatgrupp, NAD + och NADH är elektronacceptorer / bärare och ADP är adenosindifosfat. Även om denna ekvation ger en helhetsbild döljer den också en hel del av de smutsiga detaljerna; eftersom glykolys är en process med tio steg kan varje steg beskrivas med användning av en separat kemisk ekvation.
Citronsyracykel
Nästa steg i glukosmetabolismen är citronsyrecykeln (även kallad Krebs-cykeln eller trikarboxylsyracykeln). Var och en av de två molekylerna av pyruvat som bildas genom glykolys omvandlas till en förening som kallas acetyl CoA; genom en 8-stegsprocess kan dessa kemiska nettokvoter för citronsyracykeln skrivas på följande sätt: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + BNP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. En mer detaljerad beskrivning av alla steg som är inblandad ligger utanför denna artikel; i grund och botten, emellertid donerar citronsyrecykeln elektroner till två elektronbärarmolekyler, NADH och FADH2, som sedan kan donera dessa elektroner till en annan process. Det producerar också en molekyl som kallas GTP som har liknande funktioner som ATP i cellen.
Oxidativ fosforylering
I det sista stora steget i glukosmetabolismen donerar elektronbärarmolekylerna från citronsyrecykeln (NADH och FADH2) sina elektroner till elektrontransportkedjan, en kedja av proteiner inbäddade i membranet i mitokondrierna i dina celler. Mitokondrier är viktiga strukturer som spelar en nyckelroll i glukosmetabolismen och för att generera energi. Elektrontransportkedjan driver en process som driver syntesen av ATP från ADP.
effekter
De övergripande resultaten av glukosmetabolismen är imponerande; för varje molekyl glukos kan din cell skapa 38 molekyler av ATP. Eftersom det tar 30,5 kilojoule per mol att syntetisera ATP lagrar din cell framgångsrikt 40 procent av energin som frigörs genom att bryta ner glukos. De återstående 60 procenten går förlorad som värme; denna värme hjälper till att hålla din kroppstemperatur. Medan 40 procent kan låta som en låg siffra, är det betydligt effektivare än många maskiner designade av människor. Till och med de bästa bilarna kan till exempel bara omvandla en fjärdedel av den energi som lagras i bensin till energi som flyttar bilen.