Glukoza je šećer s šest ugljika koji se može unijeti ili uliti izravno u tijelo, ali je češće nusprodukt složenog metabolizma ugljikohidrata, bjelančevina ili masti. Glukoza se može koristiti za sintezu glikogena i drugih goriva za skladištenje ili se dalje razgrađivati kako bi se osigurala energija za metaboličke procese, niz reakcija zajednički nazvanih staničnim disanjem. Faze razgradnje glukoze mogu se podijeliti u četiri različite faze.
Glikoliza
Početna razgradnja glukoze događa se u staničnoj citoplazmi. Ovo je anaerobna reakcija staničnog disanja, što znači da joj nije potreban kisik. Ovdje se u nizu od osam pojedinačnih reakcija molekula glukoze sa šest ugljika metabolizira pomoću dvije molekule adenozin trifosfata (ATP) da bi se stvorile dvije molekule tri ugljikova piruvata, dvije H2Molekule O (vode) i četiri ATP molekule za neto dobit od dvije ATP molekule. ATP je primarni izvor energije u ljudskom metabolizmu.
Pripremna reakcija
Ova se reakcija događa u matrici ili unutrašnjosti mitohondrija stanica. Ovdje se dvije molekule piruvata iz glikolize kombiniraju s dvije molekule koenzima A (CoA) dajući dvije molekule acetil-CoA i dvije ugljične diokside (CO
2) molekule. Ova se reakcija događa u jednom koraku i, poput glikolize, anaerobna je.Ciklus limunske kiseline
Također se naziva ciklus trikarboksilne kiseline (TCA) ili Krebsov ciklus, ovaj niz anaerobnih reakcija, poput pripremne reakcije, odvija se u mitohondrijskoj matrici. Ovdje se dvije molekule acetil-CoA iz pripremne reakcije kombiniraju s brojnim fosfatnim i nukleotidnim komponentama dajući dva ATP, četiri CO2 i niz nukleotidnih posrednika. Ti su posrednici presudni u aerobnom disanju koje se događa u sljedećoj fazi razgradnje glukoze.
Lanac transporta elektrona
U ovom koraku, koji se događa na unutarnjim membranama mitohondrija, kisik konačno ulazi u sliku. Prijenosnici u ovoj shemi su molekule NAD i FAD, gore spomenuti nukleotidni posrednici. U prisutnosti šest molekula kisika, protoni se prenose iz NAD i FAD u druge molekule NAD i FAD niz lanac, što omogućava ekstrakciju ATP-a na različitim točkama. Neto rezultat je dobitak od 34 molekule ATP.
Imajte na umu da se nakon ove faze čini da je ukupna kemijska reakcija na glikolizu dovršena:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Koji proizvod razgradnje glukoze ima najviše energije?
Jasno je da s dva ATP iz glikolize, dva iz ciklusa limunske kiseline i 34 iz elektrona transportnog lanca po molekuli glukoze, elektronski transportni lanac je daleko najviše proizvodnju energije. Zbog toga se ljudima ne može dugo uskratiti kisik i zašto ne mogu biti anaerobne vježbe vrlo visokog intenziteta održava se više od nekoliko minuta: Većina fizioloških funkcija ovisi o stalnoj uporabi prijenosa elektrona lanac.
