Les cellules de votre corps peuvent décomposer ou métaboliser le glucose pour produire l'énergie dont elles ont besoin. Plutôt que de simplement libérer cette énergie sous forme de chaleur, les cellules stockent cette énergie sous forme d'adénosine triphosphate ou d'ATP; L'ATP agit comme une sorte de monnaie énergétique disponible sous une forme pratique pour répondre aux besoins de la cellule.
Équation chimique globale
La décomposition du glucose étant une réaction chimique, elle peut être décrite à l'aide de l'équation chimique suivante: C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O, où 2870 kilojoules d'énergie sont libérés pour chaque mole de glucose qui est métabolisé. Bien que cette équation décrive le processus global, sa simplicité est trompeuse, car elle cache tous les détails de ce qui se passe réellement. Le glucose n'est pas métabolisé en une seule étape. Au lieu de cela, la cellule décompose le glucose en une série de petites étapes, chacune libérant de l'énergie. Les équations chimiques pour ceux-ci apparaissent ci-dessous.
Glycolyse
La première étape du métabolisme du glucose est la glycolyse, un processus en dix étapes où une molécule de glucose est lysé ou divisé en deux sucres à trois carbones qui sont ensuite chimiquement modifiés pour former deux molécules de pyruvate. L'équation nette de la glycolyse est la suivante: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P]i + 2 NAD+ --> 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, où C6H12O6 est le glucose, [P]i est un groupe phosphate, NAD+ et NADH sont des accepteurs/porteurs d'électrons et l'ADP est l'adénosine diphosphate. Encore une fois, bien que cette équation donne une image globale, elle cache également beaucoup de détails sales; puisque la glycolyse est un processus en dix étapes, chaque étape pourrait être décrite à l'aide d'une équation chimique distincte.
Le cycle de l'acide citrique
La prochaine étape du métabolisme du glucose est le cycle de l'acide citrique (également appelé cycle de Krebs ou cycle de l'acide tricarboxylique). Chacune des deux molécules de pyruvate formées par la glycolyse est convertie en un composé appelé acétyl CoA; grâce à un processus en 8 étapes, ces L'équation chimique nette du cycle de l'acide citrique peut être écrite comme suit: acétyl CoA + 3 NAD+ + Q + GDP + [P]i + 2 H2O --> CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + QH2 + GTP + 2 CO2. Une description plus complète de toutes les étapes impliquées dépasse le cadre de cet article; fondamentalement, cependant, le cycle de l'acide citrique donne des électrons à deux molécules porteuses d'électrons, NADH et FADH2, qui peuvent ensuite donner ces électrons à un autre processus. Il produit également une molécule appelée GTP qui a des fonctions similaires à celles de l'ATP dans la cellule.
La phosphorylation oxydative
Dans la dernière grande étape du métabolisme du glucose, les molécules porteuses d'électrons du cycle de l'acide citrique (NADH et FADH2) donnent leurs électrons à la chaîne de transport d'électrons, une chaîne de protéines enchâssée dans la membrane des mitochondries de vos cellules. Les mitochondries sont des structures importantes qui jouent un rôle clé dans le métabolisme du glucose et dans la production d'énergie. La chaîne de transport d'électrons alimente un processus qui entraîne la synthèse d'ATP à partir d'ADP.
Effets
Les résultats globaux du métabolisme du glucose sont impressionnants; pour chaque molécule de glucose, votre cellule peut fabriquer 38 molécules d'ATP. Comme il faut 30,5 kilojoules par mole pour synthétiser l'ATP, votre cellule stocke avec succès 40 % de l'énergie libérée par la décomposition du glucose. Les 60 pour cent restants sont perdus sous forme de chaleur; cette chaleur aide à maintenir la température de votre corps. Alors que 40 pour cent peut sembler un chiffre faible, c'est considérablement plus efficace que de nombreuses machines conçues par des humains. Même les meilleures voitures, par exemple, ne peuvent convertir qu'un quart de l'énergie stockée dans l'essence en énergie qui fait avancer la voiture.