Gliukozės metabolizmo lygtis

Jūsų kūno ląstelės gali suskaidyti arba metabolizuoti gliukozę, kad gautų reikiamą energiją. Ląstelės ne tik išleidžia šią energiją kaip šilumą, bet ir kaupia šią energiją adenozino trifosfato arba ATP pavidalu; ATP veikia kaip tam tikra energijos valiuta, kuri yra patogi forma, atitinkanti elemento poreikius.

Kadangi gliukozės skilimas yra cheminė reakcija, jį galima apibūdinti naudojant šią cheminę lygtį: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, kur kiekvienam gliukozės moliui išsiskiria 2870 kilodžaulių energijos. metabolizuojamas. Nors ši lygtis apibūdina bendrą procesą, jo paprastumas yra apgaulingas, nes jis slepia visas detales, kas iš tikrųjų vyksta. Gliukozė nėra metabolizuojama vienu žingsniu. Vietoj to, ląstelė skaido gliukozę mažais žingsniais, kurių kiekvienas išskiria energiją. Toliau pateikiamos jų cheminės lygtys.

Pirmasis gliukozės metabolizmo žingsnis yra glikolizė, dešimties pakopų procesas, kuriame yra gliukozės molekulė lizuotas arba padalintas į du trijų anglies angliavandenių cukrus, kurie vėliau chemiškai pakeičiami, kad susidarytų dvi molekulės piruvatas. Grykoji glikolizės lygtis yra tokia: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 piruvatas + 2 ATP + 2 NADH, kur C6H12O6 yra gliukozė, [P] i yra fosfatų grupė, NAD + ir NADH yra elektronų priėmėjai / nešėjai, o ADP yra adenozinas difosfatas. Vėlgi, nors ši lygtis suteikia bendrą vaizdą, ji taip pat slepia daugybę nešvarių detalių; kadangi glikolizė yra dešimties pakopų procesas, kiekvieną etapą būtų galima apibūdinti naudojant atskirą cheminę lygtį.

Kitas gliukozės apykaitos etapas yra citrinos rūgšties ciklas (dar vadinamas Krebso ciklu arba trikarboksirūgšties ciklu). Kiekviena iš dviejų piruvato molekulių, susidariusių glikolizės būdu, virsta junginiu, vadinamu acetil CoA; atliekant 8 pakopų procesą, galima parašyti citrinos rūgšties ciklo grynąją cheminę lygtį taip: acetilo CoA + 3 NAD + + Q + BVP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Išsamesnis visų susijusių veiksmų aprašymas nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį; iš esmės, tačiau citrinos rūgšties ciklas elektronus dovanoja dviem elektronų nešimo molekulėms - NADH ir FADH2 - kurios vėliau gali paaukoti šiuos elektronus kitam procesui. Jis taip pat gamina molekulę, vadinamą GTP, kurios funkcijos yra panašios į ląstelės ATP funkcijas.

Paskutiniame pagrindiniame gliukozės apykaitos etape elektronų nešėjų molekulės iš citrinos rūgšties ciklo (NADH ir FADH2) jų elektronai patenka į elektronų pernašos grandinę, baltymų grandinę, įterptą į jūsų ląstelių mitochondrijų membraną. Mitochondrijos yra svarbios struktūros, atliekančios svarbų vaidmenį gliukozės apykaitoje ir energijos gamyboje. Elektronų transportavimo grandinė valdo procesą, kuris skatina ATP sintezę iš ADP.

Bendri gliukozės apykaitos rezultatai yra įspūdingi; kiekvienai gliukozės molekulei jūsų ląstelė gali pagaminti 38 ATP molekules. Kadangi sintezuoti ATP reikia 30,5 kilodžaulių vienam moliui, jūsų ląstelė sėkmingai kaupia 40 procentų energijos, išsiskiriančios skaidant gliukozę. Likę 60 procentų prarandami kaip šiluma; ši šiluma padeda palaikyti jūsų kūno temperatūrą. Nors 40 proc. Gali atrodyti kaip mažas skaičius, jis yra daug efektyvesnis nei daugelis žmonių sukurtų mašinų. Pavyzdžiui, net ir geriausi automobiliai gali tik ketvirtadalį benzine sukauptos energijos paversti energija, kuri judina automobilį.