Περιεχόμενο
Τα κύτταρα στο σώμα σας μπορούν να σπάσουν ή να μεταβολίσουν τη γλυκόζη για να κάνουν την ενέργεια που χρειάζονται. Αντί να απλώς απελευθερώνει αυτή την ενέργεια ως θερμότητα, ωστόσο, τα κύτταρα αποθηκεύουν αυτή την ενέργεια με τη μορφή τριφωσφορικής αδενοσίνης ή ΑΤΡ. Το ATP λειτουργεί ως ένα είδος ενεργειακού νομίσματος που διατίθεται σε μια βολική μορφή για να καλύψει τις ανάγκες των κυττάρων.
Συνολική χημική εξίσωση
Δεδομένου ότι η διάσπαση της γλυκόζης είναι μια χημική αντίδραση, μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη χημική εξίσωση: C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O, όπου απελευθερώνονται 2870 kilojoules ενέργειας για κάθε γραμμομόριο γλυκόζης που μεταβολίζεται. Παρόλο που η εξίσωση αυτή περιγράφει τη συνολική διαδικασία, η απλότητα της είναι παραπλανητική, επειδή κρύβει όλες τις λεπτομέρειες του τι συμβαίνει πραγματικά. Η γλυκόζη δεν μεταβολίζεται σε ένα μόνο στάδιο. Αντ 'αυτού, το κύτταρο σπάει τη γλυκόζη σε μια σειρά από μικρά βήματα, καθένα από τα οποία απελευθερώνει ενέργεια. Οι χημικές εξισώσεις για αυτές εμφανίζονται παρακάτω.
Γλυκόλυση
Το πρώτο βήμα στον μεταβολισμό της γλυκόζης είναι η γλυκόλυση, μια διαδικασία δέκα σταδίων όπου ένα μόριο γλυκόζης λύεται ή διασπάται σε δύο σάκχαρα τριών ανθράκων τα οποία στη συνέχεια τροποποιούνται χημικά για να σχηματίσουν δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος. Η καθαρή εξίσωση για τη γλυκόλυση έχει ως εξής: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + - 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, όπου C6H12O6 είναι γλυκόζη, i είναι φωσφορική ομάδα, NAD + και NADH είναι δέκτες ηλεκτρονίων και το ADP είναι διφωσφορική αδενοσίνη. Και πάλι, ενώ αυτή η εξίσωση δίνει τη συνολική εικόνα, κρύβει επίσης πολλές από τις βρώμικες λεπτομέρειες. δεδομένου ότι η γλυκόλυση είναι μια διαδικασία δέκα σταδίων, κάθε βήμα θα μπορούσε να περιγραφεί χρησιμοποιώντας μια ξεχωριστή χημική εξίσωση.
Κύκλος του κιτρικού οξέος
Το επόμενο βήμα στον μεταβολισμό της γλυκόζης είναι ο κύκλος του κιτρικού οξέος (που ονομάζεται επίσης ο κύκλος του Krebs ή ο κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος). Κάθε ένα από τα δύο μόρια του πυροσταφυλικού που σχηματίζεται από τη γλυκόλυση μετατρέπεται σε μια ένωση που ονομάζεται ακετυλ CoA. μέσω μιας διαδικασίας 8 βημάτων, αυτές Η καθαρή χημική εξίσωση για τον κύκλο του κιτρικού οξέος μπορεί να γραφεί ως εξής: ακετυλ CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + QH2 + GTP + 2 CO2. Μια πληρέστερη περιγραφή όλων των σχετικών βημάτων είναι πέρα από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου. Βασικά, ωστόσο, ο κύκλος του κιτρικού οξέος δίνει ηλεκτρόνια σε δύο μόρια φορέων ηλεκτρονίων, NADH και FADH2, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να δώσουν αυτά τα ηλεκτρόνια σε μια άλλη διαδικασία. Παράγει επίσης ένα μόριο που ονομάζεται GTP το οποίο έχει παρόμοιες λειτουργίες με το ΑΤΡ στο κύτταρο.
Οξειδωτική Φωσφορυλίωση
Στο τελευταίο σημαντικό στάδιο του μεταβολισμού της γλυκόζης, τα μόρια φορέων ηλεκτρονίων από τον κύκλο του κιτρικού οξέος (NADH και FADH2) δίνουν τα ηλεκτρόνια τους στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, μια αλυσίδα πρωτεϊνών ενσωματωμένη στη μεμβράνη των μιτοχονδρίων στα κύτταρα σας. Τα μιτοχόνδρια είναι σημαντικές δομές που παίζουν βασικό ρόλο στο μεταβολισμό της γλυκόζης και στην παραγωγή ενέργειας. Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων εξουσιοδοτεί μια διαδικασία που οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ από την ADP.
Υπάρχοντα
Τα συνολικά αποτελέσματα του μεταβολισμού της γλυκόζης είναι εντυπωσιακά. για κάθε μόριο γλυκόζης, το κύτταρο σας μπορεί να κάνει 38 μόρια ΑΤΡ. Δεδομένου ότι παίρνει 30,5 kilojoules ανά mole για να συνθέσει ATP, το κύτταρο σας αποθηκεύει με επιτυχία το 40 τοις εκατό της ενέργειας που απελευθερώνεται με τη διάσπαση της γλυκόζης. Το υπόλοιπο 60% χάνεται ως θερμότητα. αυτή η θερμότητα βοηθά στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος σας. Ενώ το 40 τοις εκατό μπορεί να ακούγεται σαν χαμηλός αριθμός, είναι πολύ πιο αποδοτικό από πολλά μηχανήματα σχεδιασμένα από τον άνθρωπο. Ακόμα και τα καλύτερα αυτοκίνητα, για παράδειγμα, μπορούν να μετατρέψουν μόνο το ένα τέταρτο της ενέργειας που αποθηκεύεται στη βενζίνη σε ενέργεια που κινεί το αυτοκίνητο.