Buňky ve vašem těle se mohou rozkládat nebo metabolizovat glukózu, aby vytvořily potřebnou energii. Spíše než pouhé uvolňování této energie ve formě tepla, buňky ji ukládají ve formě adenosintrifosfátu nebo ATP; ATP funguje jako druh energetické měny, která je k dispozici ve vhodné formě, aby vyhovovala potřebám buňky.
Celková chemická rovnice
Protože rozpad glukózy je chemická reakce, lze ji popsat pomocí následující chemické rovnice: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, kde se uvolní 2 870 kilojoulů energie na každý mol glukózy, který je metabolizováno. Ačkoli tato rovnice popisuje celkový proces, její jednoduchost je klamná, protože skrývá všechny podrobnosti toho, co se skutečně děje. Glukóza není metabolizována v jediném kroku. Místo toho buňka štěpí glukózu v sérii malých kroků, z nichž každý uvolňuje energii. Chemické rovnice pro ně jsou uvedeny níže.
Glykolýza
Prvním krokem v metabolismu glukózy je glykolýza, proces v deseti krocích, kde je molekula glukózy lyzovány nebo rozděleny na dva cukry se třemi uhlíky, které jsou poté chemicky změněny za vzniku dvou molekul pyruvát. Čistá rovnice pro glykolýzu je následující: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 pyruvát + 2 ATP + 2 NADH, kde C6H12O6 je glukóza, [P] i je fosfátová skupina, NAD + a NADH jsou akceptory / nosiče elektronů a ADP je adenosin difosfát. I když tato rovnice poskytuje celkový obraz, skrývá také mnoho špinavých detailů; protože glykolýza je proces o deseti krocích, lze každý krok popsat pomocí samostatné chemické rovnice.
Cyklus kyseliny citronové
Dalším krokem v metabolismu glukózy je cyklus kyseliny citronové (nazývaný také Krebsův cyklus nebo cyklus trikarboxylové kyseliny). Každá ze dvou molekul pyruvátu vytvořených glykolýzou se přemění na sloučeninu zvanou acetyl CoA; prostřednictvím 8krokového procesu lze napsat Čistou chemickou rovnici pro cyklus kyseliny citronové takto: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Podrobnější popis všech příslušných kroků je nad rámec tohoto článku; v zásadě však cyklus kyseliny citronové daruje elektrony dvěma molekulám nosičů elektronů, NADH a FADH2, které pak mohou tyto elektrony darovat jinému procesu. Produkuje také molekulu zvanou GTP, která má podobné funkce jako ATP v buňce.
Oxidační fosforylace
V posledním hlavním kroku metabolismu glukózy darují molekuly elektronových nosičů z cyklu kyseliny citronové (NADH a FADH2) jejich elektrony do transportního řetězce elektronů, řetězce proteinů uložených v membráně mitochondrií ve vašich buňkách. Mitochondrie jsou důležité struktury, které hrají klíčovou roli v metabolismu glukózy a při výrobě energie. Řetězec transportu elektronů pohání proces, který řídí syntézu ATP z ADP.
Účinky
Celkové výsledky metabolismu glukózy jsou působivé; pro každou molekulu glukózy může vaše buňka vytvořit 38 molekul ATP. Jelikož syntéza ATP vyžaduje 30,5 kilojoulů na mol, vaše buňka úspěšně ukládá 40 procent energie uvolněné štěpením glukózy. Zbývajících 60 procent je ztraceno jako teplo; toto teplo pomáhá udržovat tělesnou teplotu. I když 40 procent může znít jako nízké číslo, je to podstatně efektivnější než mnoho strojů navržených lidmi. Například i ta nejlepší auta dokáží přeměnit pouze čtvrtinu energie uložené v benzínu na energii, která hýbe autem.