Glükoosimetabolismi võrrand

Teie keha rakud võivad vajaliku energia saamiseks lagundada või metaboliseerida glükoosi. Selle asemel, et seda energiat ainult soojuse kaudu vabastada, salvestavad rakud seda energiat adenosiinitrifosfaadi või ATP kujul; ATP toimib omamoodi energiavaluutana, mis on saadaval raku vajaduste rahuldamiseks mugavas vormis.

Kuna glükoosi lagundamine on keemiline reaktsioon, saab seda kirjeldada järgmise keemilise võrrandi abil: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, kus iga mooli glükoosi kohta eraldub 2870 kilodžauli energiat metaboliseerub. Kuigi see võrrand kirjeldab üldist protsessi, on selle lihtsus petlik, sest see varjab kõiki üksikasju, mis tegelikult toimub. Glükoos ei metaboliseeru ühe sammuna. Selle asemel lagundab rakk glükoosi väikeste sammude kaupa, millest igaüks vabastab energiat. Nende keemilised võrrandid ilmuvad allpool.

Glükoosi metabolismi esimene etapp on glükolüüs, kümnes etapiline protsess, kus glükoosi molekul on lüüsitud või jagatud kaheks kolmesüsinikuliseks suhkruks, mida seejärel keemiliselt muudetakse kahe molekuli moodustamiseks püruvaat. Glükolüüsi netovõrrand on järgmine: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 püruvaat + 2 ATP + 2 NADH, kus C6H12O6 on glükoos, [P] i on fosfaatrühm, NAD + ja NADH on elektronide aktseptorid / kandjad ja ADP on adenosiin difosfaat. Jällegi, kuigi see võrrand annab üldpildi, peidab see ka palju määrdunud detaile; kuna glükolüüs on kümnes etapiline protsess, saab iga etappi kirjeldada eraldi keemilise võrrandi abil.

Glükoosi metabolismi järgmine etapp on sidrunhappetsükkel (nimetatakse ka Krebsi tsükliks või trikarboksüülhappe tsükliks). Mõlemad glükolüüsil moodustunud püruvaadi molekulid muudetakse ühendiks, mida nimetatakse atsetüül-CoA-ks; 8-etapilise protsessi abil saab kirjutada sidrunhappetsükli keemilise võrrandi järgmiselt: atsetüül CoA + 3 NAD + + Q + SKT + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Kõigi kaasatud sammude täielikum kirjeldus ei kuulu käesoleva artikli reguleerimisalasse; põhimõtteliselt annetab sidrunhappetsükkel aga elektronid kahele elektronkandmismolekulile, NADH ja FADH2, mis seejärel saavad need elektronid annetada teisele protsessile. See toodab ka molekuli nimega GTP, millel on rakus ATP-ga sarnased funktsioonid.

Glükoosi ainevahetuse viimases suuremas etapis annetavad sidrunhappetsükli elektronkandja molekulid (NADH ja FADH2) nende elektronid elektronitranspordiahelasse, teie rakkude mitokondrite membraani sisse kinnitatud valkude ahelasse. Mitokondrid on olulised struktuurid, millel on glükoosi ainevahetuses ja energia tekitamisel võtmeroll. Elektrooni transpordiahel juhib protsessi, mis juhib ATP sünteesi ADP-st.

Glükoosi ainevahetuse üldised tulemused on muljetavaldavad; iga glükoosi molekuli kohta saab teie rakk valmistada 38 ATP molekuli. Kuna ATP sünteesimiseks kulub 30,5 kilodžauli mooli kohta, salvestab teie rakk edukalt 40 protsenti glükoosi lagundamisel eralduvast energiast. Ülejäänud 60 protsenti kaob soojusena; see kuumus aitab hoida teie kehatemperatuuri. Kuigi 40 protsenti võib tunduda madal näitaja, on see tunduvalt tõhusam kui paljud inimeste loodud masinad. Ka parimad autod suudavad bensiini salvestatud energiast muundada vaid veerandi autot liigutavaks energiaks.