Ποιες είναι οι τέσσερις φάσεις της πλήρους κατανομής της γλυκόζης;

Η γλυκόζη είναι ένα σάκχαρο έξι ατόμων άνθρακα που μπορεί να καταποθεί ή να εγχυθεί απευθείας στο σώμα, αλλά συχνότερα είναι υποπροϊόν σύνθετου μεταβολισμού υδατανθράκων, πρωτεϊνών ή λίπους. Η γλυκόζη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση γλυκογόνου και άλλων καυσίμων αποθήκευσης ή να διασπάται περαιτέρω για να παρέχει ενέργεια για μεταβολικές διεργασίες, μια σειρά αντιδράσεων που ορίζονται συλλογικά κυτταρική αναπνοή. Τα στάδια της διάσπασης της γλυκόζης μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις διαφορετικές φάσεις.

Η αρχική διάσπαση της γλυκόζης συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Αυτή είναι μια αναερόβια αντίδραση κυτταρικής αναπνοής, που σημαίνει ότι δεν απαιτεί οξυγόνο. Εδώ, σε μια σειρά οκτώ μεμονωμένων αντιδράσεων, ένα μόριο γλυκόζης έξι-άνθρακα μεταβολίζεται χρησιμοποιώντας δύο μόρια τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ) για να σχηματίσουν δύο μόρια πυροσταφυλικού τριών άνθρακα, δύο Η₂Μόρια Ο (νερό) και τέσσερα μόρια ΑΤΡ για καθαρό κέρδος δύο μορίων ΑΤΡ. Το ATP είναι μια πρωταρχική πηγή ενέργειας στον ανθρώπινο μεταβολισμό.

Αυτή η αντίδραση συμβαίνει στη μήτρα ή στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων κυττάρων. Εδώ, τα δύο πυροσταφυλικά μόρια από τη γλυκόλυση συνδυάζονται με δύο μόρια συνενζύμου Α (CoA) για την παραγωγή δύο μορίων ακετυλο-ΟοΑ και δύο διοξειδίου του άνθρακα (CO₂μόρια. Αυτή η αντίδραση συμβαίνει σε ένα μόνο στάδιο και, όπως η γλυκόλυση, είναι αναερόβια.

Ονομάζεται επίσης κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος (TCA) ή κύκλος Krebs, αυτή η σειρά αναερόβιων αντιδράσεων, όπως η προπαρασκευαστική αντίδραση, λαμβάνει χώρα στη μιτοχονδριακή μήτρα. Εδώ, τα δύο μόρια ακετυλο-ΟοΑ από την προπαρασκευαστική αντίδραση συνδυάζονται με έναν αριθμό φωσφορικών και νουκλεοτιδικών συστατικών για να δώσουν δύο ΑΤΡ, τέσσερα CO2 και έναν αριθμό νουκλεοτιδικών ενδιαμέσων. Αυτοί οι ενδιάμεσοι είναι κρίσιμοι στην αερόβια αναπνοή που συμβαίνει στην επόμενη φάση της διάσπασης της γλυκόζης.

Σε αυτό το βήμα, το οποίο εμφανίζεται στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων, το οξυγόνο εισέρχεται τελικά στην εικόνα. Οι μεταφορείς σε αυτό το σχήμα είναι μόρια NAD και FAD, οι νουκλεοτιδικοί ενδιάμεσοι που σημειώθηκαν παραπάνω. 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 ΑΤΡ.

Σημειώστε ότι μετά από αυτό το στάδιο, η συνολική χημική αντίδραση για τη γλυκόλυση φαίνεται πλήρης:

ντο₆Η₁₂Ο₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6Η₂O + 38 ATP

Σαφώς, με δύο ΑΤΡ από γλυκόλυση, δύο από τον κύκλο κιτρικού οξέος και 34 από το ηλεκτρόνιο αλυσίδα μεταφοράς ανά μόριο γλυκόζης, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι μακράν η μεγαλύτερη παραγωγή ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι δεν μπορούν να στερηθούν οξυγόνου για μεγάλο χρονικό διάστημα, και γιατί δεν μπορεί να είναι πολύ υψηλή ένταση (αναερόβια) άσκηση συντηρείται για περισσότερο από λίγα λεπτά: Οι περισσότερες φυσιολογικές λειτουργίες εξαρτώνται από τη σταθερή χρήση της μεταφοράς ηλεκτρονίων αλυσίδα.