Glikoze ir sešu oglekļa dioksīda cukurs, ko var uzņemt vai ievadīt tieši ķermenī, bet tas biežāk ir sarežģītu ogļhidrātu, olbaltumvielu vai tauku vielmaiņas blakusprodukts. Glikozi var izmantot glikogēna un citu uzglabāšanas degvielu sintezēšanai vai sadalīt tālāk, lai nodrošinātu enerģiju vielmaiņas procesiem, virknei reakciju, ko kopā sauc par šūnu elpošanu. Glikozes sadalīšanās stadijas var iedalīt četrās atšķirīgās fāzēs.
Glikolīze
Sākotnējais glikozes sadalījums notiek šūnu citoplazmā. Šī ir anaerobā šūnu elpošanas reakcija, kas nozīmē, ka tai nav nepieciešams skābeklis. Šeit astoņu atsevišķu reakciju sērijā sešu oglekļa glikozes molekula tiek metabolizēta, izmantojot divas adenozīna trifosfāta (ATP) molekulas, lai izveidotu divas trīs oglekļa piruvāta molekulas, divas H2O (ūdens) molekulas un četras ATP molekulas divu ATP molekulu neto ieguvumam. ATP ir primārais enerģijas avots cilvēka metabolismā.
Sagatavošanās reakcija
Šī reakcija notiek šūnu mitohondriju matricā vai iekšpusē. Šeit abas glikolīzes piruvāta molekulas tiek apvienotas ar divām koenzīma A (CoA) molekulām, lai iegūtu divas acetil-CoA molekulas un divas oglekļa dioksīda (CO
Citronskābes cikls
Saukta arī par trikarboksilskābes (TCA) ciklu vai Krebsa ciklu, šī anaerobo reakciju sērija, tāpat kā sagatavošanās reakcija, notiek mitohondriju matricā. Šeit abas sagatavošanās reakcijas acetil-CoA molekulas apvienojas ar vairākiem fosfātu un nukleotīdu komponentiem, iegūstot divus ATP, četrus CO2 un vairākus nukleotīdu starpniekus. Šiem starpniekiem ir izšķiroša nozīme aerobajā elpošanā, kas notiek nākamajā glikozes sadalīšanās fāzē.
Elektronu transporta ķēde
Šajā solī, kas notiek uz mitohondriju iekšējām membrānām, skābeklis beidzot nonāk attēlā. Transportieri šajā shēmā ir NAD un FAD molekulas, iepriekš minētie nukleotīdu starpnieki. Sešu skābekļa molekulu klātbūtnē protoni tiek pārnesti no NAD un FAD uz citām NAD un FAD molekulām ķēdē, ļaujot ATP ekstrahēt dažādos punktos. Neto rezultāts ir 34 ATP molekulu pieaugums.
Ņemiet vērā, ka pēc šī posma vispārējā ķīmiskā reakcija glikolīzei šķiet pabeigta:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Kuram glikozes sadalīšanās produktam ir visvairāk enerģijas?
Skaidrs, ka ar diviem ATP no glikolīzes, diviem no citronskābes cikla un 34 ar elektronu transporta ķēde uz vienu glikozes molekulu, elektronu transporta ķēde ir neapšaubāmi visvairāk enerģijas ražošana. Tāpēc cilvēkiem nevar ilgstoši atņemt skābekli un kāpēc nevar veikt ļoti augstas intensitātes (anaerobos) vingrinājumus. uztur vairāk nekā dažas minūtes: Lielākā daļa fizioloģisko funkciju ir atkarīgas no vienmērīgas elektronu transporta izmantošanas ķēde.