Περιεχόμενο
- Γλυκόλυση
- Η προπαρασκευαστική αντίδραση
- Ο κύκλος του κιτρικού οξέος
- Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων
- Ποιο προϊόν κατανομής γλυκόζης έχει την περισσότερη ενέργεια;
Η γλυκόζη είναι ένα σάκχαρο έξι ατόμων άνθρακα που μπορεί να προσληφθεί ή να εγχυθεί απευθείας στο σώμα, αλλά είναι πιο συχνά ένα υποπροϊόν του σύνθετου μεταβολισμού υδατανθράκων, πρωτεϊνών ή λιπών. Η γλυκόζη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συνθέσει γλυκογόνο και άλλα καύσιμα αποθήκευσης ή να διασπαστεί περαιτέρω για να παρέχει ενέργεια για μεταβολικές διεργασίες, μια σειρά αντιδράσεων που ονομάζονται συλλογικά ως κυτταρική αναπνοή. Τα στάδια της διάσπασης της γλυκόζης μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις ξεχωριστές φάσεις.
Γλυκόλυση
Η αρχική διάσπαση της γλυκόζης εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Αυτή είναι μια αναερόβια αντίδραση της κυτταρικής αναπνοής, που σημαίνει ότι δεν απαιτεί οξυγόνο. Εδώ, σε μία σειρά οκτώ μεμονωμένων αντιδράσεων, ένα μόριο γλυκόζης έξι-άνθρακα μεταβολίζεται με τη χρήση δύο μορίων τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ) για το σχηματισμό δύο μορίων πυροσταφυλικού τριών ατόμων άνθρακα, δύο Η2O (μόρια νερού) και τέσσερα μόρια ΑΤΡ για καθαρό κέρδος δύο μορίων ΑΤΡ. Το ΑΤΡ είναι μια κύρια πηγή ενέργειας στον ανθρώπινο μεταβολισμό.
Η προπαρασκευαστική αντίδραση
Αυτή η αντίδραση συμβαίνει στην μήτρα ή στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων των κυττάρων. Εδώ, τα δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος από τη γλυκόλυση συνδυάζονται με δύο μόρια συνένζυμου Α (CoA) για να παράγουν δύο μόρια ακετυλ-ΟοΑ και δύο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μόρια. Αυτή η αντίδραση συμβαίνει σε ένα μόνο στάδιο και, όπως η γλυκόλυση, είναι αναερόβια.
Ο κύκλος του κιτρικού οξέος
Ονομάζεται επίσης κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA) ή κύκλος Krebs, αυτή η σειρά αναερόβιων αντιδράσεων, όπως και η προπαρασκευαστική αντίδραση, λαμβάνει χώρα στο μιτοχονδριακό πλέγμα. Εδώ, τα δύο μόρια ακετυλ-ΟοΑ από την προπαρασκευαστική αντίδραση συνδυάζονται με ένα πλήθος φωσφορικών και νουκλεοτιδικών συστατικών για να δώσουν δύο ΑΤΡ, τέσσερα CO2 και έναν αριθμό ενδιαμέσων νουκλεοτιδίων. Οι ενδιάμεσοι αυτοί είναι κρίσιμοι στην αερόβια αναπνοή που συμβαίνει στην επόμενη φάση της διάσπασης της γλυκόζης.
Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων
Σε αυτό το βήμα, που εμφανίζεται στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων, το οξυγόνο εισέρχεται τελικά στην εικόνα. Οι μεταφορείς σε αυτό το σχήμα είναι μόρια NAD και FAD, των ενδιάμεσων νουκλεοτιδίων που σημειώνονται παραπάνω. Με την παρουσία έξι μορίων οξυγόνου, τα πρωτόνια περνούν από NAD και FAD σε άλλα μόρια NAD και FAD κάτω από την αλυσίδα, επιτρέποντας την εξαγωγή του ΑΤΡ σε διάφορα σημεία. Το καθαρό αποτέλεσμα είναι κέρδος 34 μορίων ATP.
Σημειώστε ότι μετά από αυτό το στάδιο, η συνολική χημική αντίδραση για τη γλυκόλυση φαίνεται πλήρης:
ντο6H12Ο6 + 6Ο2 -> 6CO2 + 6Η2Ο + 38 ΑΤΡ
Ποιο προϊόν κατανομής γλυκόζης έχει την περισσότερη ενέργεια;
Σαφώς, με δύο ATP από γλυκόλυση, δύο από τον κύκλο του κιτρικού οξέος και 34 από την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων ανά μόριο γλυκόζης, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι μακράν η πιο ενεργειακά παραγόμενη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι δεν μπορούν να στερηθούν οξυγόνο για πολύ και γιατί η άσκηση πολύ υψηλής έντασης (αναερόβια) δεν μπορεί να διατηρηθεί για περισσότερο από λίγα λεπτά: Οι περισσότερες φυσιολογικές λειτουργίες εξαρτώνται από τη σταθερή χρήση της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.