A glükóz metabolizmus egyenlete

A tested sejtjei lebonthatják vagy metabolizálhatják a glükózt, hogy előállítsák a szükséges energiát. Ahelyett, hogy ezt az energiát csupán hőként szabadítanák fel, a sejtek ezt az energiát adenozin-trifoszfát vagy ATP formájában tárolják; Az ATP egyfajta energiavalutaként működik, amely kényelmes formában áll rendelkezésre a cella igényeinek kielégítésére.

Mivel a glükóz lebontása kémiai reakció, a következő kémiai egyenlet segítségével írható le: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, ahol 2870 kilojoule energia szabadul fel minden glükózmólra metabolizálódik. Bár ez az egyenlet valóban leírja a teljes folyamatot, egyszerűsége megtévesztő, mert elrejti a valójában minden részletét. A glükóz nem metabolizálódik egyetlen lépésben. Ehelyett a sejt apró lépésekben bontja le a glükózt, amelyek mindegyike energiát szabadít fel. Ezek kémiai egyenletei alább láthatók.

A glükóz metabolizmusának első lépése a glikolízis, egy tízlépcsős folyamat, ahol a glükóz egy molekulája lízis vagy két három szénatomos cukorra osztva, amelyeket kémiailag megváltoztatva két molekula képződik piruvát. A glikolízis nettó egyenlete a következő: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 piruvát + 2 ATP + 2 NADH, ahol A C6H12O6 glükóz, [P] i egy foszfátcsoport, a NAD + és a NADH elektron akceptor / hordozó és ADP adenozin difoszfát. Ismételten, bár ez az egyenlet adja az összképet, rengeteg piszkos részletet is elrejt; mivel a glikolízis tízlépéses folyamat, mindegyik lépést külön kémiai egyenlet segítségével lehet leírni.

A glükóz metabolizmusának következő lépése a citromsav-ciklus (más néven Krebs-ciklus vagy trikarbonsav-ciklus). A glikolízissel képződő mindkét piruvát-molekula mindegyikét acetil-CoA nevű vegyületté alakítják; egy 8 lépéses eljárással megírhatók a citromsav-ciklus nettó kémiai egyenlete az alábbiak szerint: acetil-CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Az összes érintett lépés teljesebb leírása meghaladja a cikk hatályát; alapvetően azonban a citromsavciklus elektronokat adományoz két elektronhordozó molekulának, a NADH-nak és a FADH2-nek, amelyek ezeket az elektronokat egy másik folyamatnak adományozhatják. Ezenkívül egy olyan GTP nevű molekulát is előállít, amely hasonló funkciókkal rendelkezik, mint a sejt ATP-je.

A glükóz metabolizmus utolsó nagy lépésében a citromsav ciklusból származó elektronhordozó molekulák (NADH és FADH2) adományoznak elektronjaik az elektrontranszport-láncba, a fehérjék láncába ágyazódnak be a sejtjeidben lévő mitokondrium membránjába. A mitokondriumok fontos struktúrák, amelyek kulcsszerepet játszanak a glükóz metabolizmusában és az energiatermelésben. Az elektronszállítási lánc hajtja végre az ATP és az ADP közötti szintézist vezérlő folyamatot.

A glükóz-anyagcsere általános eredményei lenyűgözőek; minden glükózmolekulára a sejtje 38 ATP-molekulát képes előállítani. Mivel molnak 30,5 kilojoule / mol szükséges az ATP szintetizálásához, sejtje sikeresen elraktározza a glükóz lebontásával felszabaduló energia 40 százalékát. A fennmaradó 60 százalék hőveszteségként veszít el; ez a hő segít fenntartani a test hőmérsékletét. Bár 40 százaléka alacsonynak tűnhet, ez sokkal hatékonyabb, mint sok ember által tervezett gép. Például a legjobb autók is csak a benzinben tárolt energia negyedét képesek átalakítani energiává, amely mozgatja az autót.