Vilka är de fyra faserna av komplett glukosuppdelning?

Innehåll

• glykolys
• Den förberedande reaktionen
• Citronsyracykeln
• Elektrontransportkedjan
• Vilken produkt av glukosnedbrytning har mest energi?

Glukos är ett sexkolsocker som kan intas eller infunderas direkt i kroppen, men är ofta en biprodukt av komplex kolhydrat-, protein- eller fettmetabolism. Glukos kan användas för att syntetisera glykogen och andra lagringsbränslen eller nedbrytas ytterligare för att tillhandahålla energi för metaboliska processer, en serie reaktioner som gemensamt benämns cellulär andning. Stegen för glukosnedbrytning kan delas in i fyra distinkta faser.

glykolys

Den initiala nedbrytningen av glukos sker i cellcytoplasma. Detta är en anaerob reaktion av cellandning, vilket betyder att den inte kräver syre. Här, i en serie med åtta individuella reaktioner, metaboliseras en sexkolflukosmolekyl med användning av två adenosintrifosfatmolekyler (ATP) för att bilda två tre-kol-pyruvatmolekyler, två H₂O (vatten) -molekyler och fyra ATP-molekyler för en nettovinst av två ATP-molekyler. ATP är en primär energikälla i människans metabolism.

Den förberedande reaktionen

Denna reaktion inträffar i matrisen, eller inuti, i mitokondrierna hos celler. Här kombineras de två pyruvatmolekylerna från glykolys med två koenzym A (CoA) molekyler för att producera två acetyl-CoA molekyler och två koldioxid (CO)₂) molekyler. Denna reaktion inträffar i ett enda steg och är, liksom glykolys, anaerob.

Citronsyracykeln

Även kallad tricarboxylsyracykeln (TCA) eller Krebs-cykeln, denna serie av anaeroba reaktioner, liksom den förberedande reaktionen, äger rum i mitokondriell matris. Här kombineras de två acetyl-CoA-molekylerna från den förberedande reaktionen med ett antal fosfat- och nukleotidkomponenter för att ge två ATP, fyra CO2 och ett antal nukleotidförmedlare. Dessa mellanhänder är kritiska när det gäller aerob andning som inträffar i nästa fas av glukosnedbrytning.

Elektrontransportkedjan

I detta steg, som träder igenom de inre membranen i mitokondrier, kommer syre slutligen in i bilden. Transportörerna i detta schema är molekyler av NAD och FAD, nukleotidförmedlarna som anges ovan. I närvaro av sex syremolekyler överförs protoner från NAD och FAD till andra NAD- och FAD-molekyler längs kedjan, vilket gör att ATP kan extraheras vid olika punkter. Nettoresultatet är en vinst på 34 ATP-molekyler.

Observera att efter detta steg verkar den totala kemiska reaktionen för glykolys vara fullständig:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Vilken produkt av glukosnedbrytning har mest energi?

Det är uppenbart att med två ATP från glykolys, två från citronsyrecykeln och 34 från elektrontransportkedjan per molekyl glukos är elektrontransportkedjan överlägset den mest energiproducerande. Detta är anledningen till att människor inte kan berövas syre under lång tid, och varför mycket högintensiv (anaerob) träning inte kan upprätthållas i mer än några minuter: De flesta fysiologiska funktioner beror på en stadig användning av elektrontransportkedjan.