ग्लूकोज चयापचय के लिए समीकरण

आपके शरीर में कोशिकाएं ग्लूकोज को तोड़ सकती हैं या चयापचय कर सकती हैं ताकि उन्हें आवश्यक ऊर्जा मिल सके। इस ऊर्जा को केवल ऊष्मा के रूप में मुक्त करने के बजाय, कोशिकाएं इस ऊर्जा को एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एटीपी के रूप में संग्रहीत करती हैं; एटीपी एक प्रकार की ऊर्जा मुद्रा के रूप में कार्य करता है जो सेल की जरूरतों को पूरा करने के लिए सुविधाजनक रूप में उपलब्ध है।

चूंकि ग्लूकोज का टूटना एक रासायनिक प्रतिक्रिया है, इसे निम्नलिखित रासायनिक समीकरण का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, जहां ग्लूकोज के प्रत्येक मोल के लिए 2870 किलोजूल ऊर्जा निकलती है। उपापचयी। यद्यपि यह समीकरण समग्र प्रक्रिया का वर्णन करता है, इसकी सादगी भ्रामक है, क्योंकि यह वास्तव में क्या हो रहा है के सभी विवरण छुपाती है। ग्लूकोज को एक चरण में चयापचय नहीं किया जाता है। इसके बजाय, कोशिका ग्लूकोज को छोटे-छोटे चरणों में तोड़ती है, जिनमें से प्रत्येक ऊर्जा जारी करता है। इनके लिए रासायनिक समीकरण नीचे दिखाई देते हैं।

ग्लूकोज चयापचय में पहला कदम ग्लाइकोलाइसिस है, एक दस-चरणीय प्रक्रिया जहां ग्लूकोज का एक अणु होता है दो तीन-कार्बन शर्करा में lysed या विभाजित हो जाता है जिसे बाद में रासायनिक रूप से बदल कर molecules के दो अणु बनते हैं पाइरूवेट ग्लाइकोलाइसिस के लिए शुद्ध समीकरण इस प्रकार है: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P]i + 2 NAD+ -> 2 पाइरूवेट + 2 ATP + 2 NADH, जहाँ C6H12O6 ग्लूकोज है, [P]i एक फॉस्फेट समूह है, NAD+ और NADH इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता/वाहक हैं और ADP एडेनोसाइन है डाइफॉस्फेट। फिर, जबकि यह समीकरण समग्र चित्र देता है, यह बहुत सारे गंदे विवरण भी छुपाता है; चूंकि ग्लाइकोलाइसिस एक दस-चरणीय प्रक्रिया है, इसलिए प्रत्येक चरण को एक अलग रासायनिक समीकरण का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है।

ग्लूकोज चयापचय में अगला कदम साइट्रिक एसिड चक्र (जिसे क्रेब्स चक्र या ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र भी कहा जाता है) है। ग्लाइकोलाइसिस द्वारा गठित पाइरूवेट के दो अणुओं में से प्रत्येक एसिटाइल सीओए नामक यौगिक में परिवर्तित हो जाता है; एक 8-चरणीय प्रक्रिया के माध्यम से, ये साइट्रिक एसिड चक्र के लिए शुद्ध रासायनिक समीकरण को लिखा जा सकता है इस प्रकार है: एसिटाइल सीओए + 3 एनएडी + + क्यू + जीडीपी + [पी] i + 2 एच 2 ओ -> सीओए-एसएच + 3 एनएडीएच + 3 एच + + क्यूएच 2 + जीटीपी + 2 CO2। इसमें शामिल सभी चरणों का विस्तृत विवरण इस लेख के दायरे से बाहर है; मूल रूप से, हालांकि, साइट्रिक एसिड चक्र दो इलेक्ट्रॉन वाहक अणुओं, एनएडीएच और एफएडीएच 2 को इलेक्ट्रॉनों को दान करता है, जो इन इलेक्ट्रॉनों को दूसरी प्रक्रिया में दान कर सकते हैं। यह जीटीपी नामक एक अणु भी उत्पन्न करता है जो सेल में एटीपी के समान कार्य करता है।

ग्लूकोज चयापचय में अंतिम प्रमुख चरण में, साइट्रिक एसिड चक्र (एनएडीएच और एफएडीएच 2) से इलेक्ट्रॉन वाहक अणु दान करते हैं। उनके इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में, आपकी कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्ली में एम्बेडेड प्रोटीन की एक श्रृंखला। माइटोकॉन्ड्रिया महत्वपूर्ण संरचनाएं हैं जो ग्लूकोज चयापचय और ऊर्जा पैदा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला एक प्रक्रिया को शक्ति प्रदान करती है जो एडीपी से एटीपी के संश्लेषण को संचालित करती है।

ग्लूकोज चयापचय के समग्र परिणाम प्रभावशाली हैं; ग्लूकोज के प्रत्येक अणु के लिए, आपकी कोशिका एटीपी के 38 अणु बना सकती है। चूंकि एटीपी को संश्लेषित करने के लिए प्रति मोल 30.5 किलोजूल लेता है, आपका सेल ग्लूकोज को तोड़कर जारी ऊर्जा का 40 प्रतिशत सफलतापूर्वक संग्रहीत करता है। शेष 60 प्रतिशत ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है; यह गर्मी आपके शरीर के तापमान को बनाए रखने में मदद करती है। जबकि 40 प्रतिशत कम आंकड़े की तरह लग सकता है, यह मनुष्यों द्वारा डिजाइन की गई कई मशीनों की तुलना में काफी अधिक कुशल है। यहां तक ​​​​कि सबसे अच्छी कारें, उदाहरण के लिए, गैसोलीन में संग्रहीत ऊर्जा का केवल एक चौथाई ऊर्जा में परिवर्तित कर सकती हैं जो कार को चलती है।