De cellulaire processen in het lichaam van mensen, dieren en zelfs vissen zijn afhankelijk van de vorming van adenosinetrifosfaat (ATP). Deze complexe organische chemische stof kan worden omgezet in minder complexe mono- en difosfaten, waardoor energie vrijkomt die het organisme verbruikt. Het is ook betrokken bij de productie van DNA en RNA. ATP is een van de bijproducten van cellulaire ademhaling, waarvan de grondstoffen glucose en zuurstof zijn.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Tijdens cellulaire ademhaling combineert één glucosemolecuul met zes zuurstofmoleculen om water, koolstofdioxide en 38 eenheden ATP te produceren. De chemische formule voor het totale proces is:
C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O + 36 of 38 ATP
Chemische formule voor ademhaling
Glucose, een complexe suiker, combineert tijdens de ademhaling met zuurstof om water, koolstofdioxide en ATP te produceren. De combinatie van één glucosemolecuul met zes moleculen gasvormige zuurstof produceert zes watermoleculen, zes koolstofdioxidemoleculen en 38 moleculen ATP. De chemische vergelijking voor de reactie is:
C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O + 36 of 38 ATP-moleculen
Hoewel glucose de belangrijkste brandstof voor de ademhaling is, kan energie ook uit vetten en eiwitten komen, hoewel het proces niet zo efficiënt is. De ademhaling verloopt in vier afzonderlijke fasen en geeft ongeveer 39 procent van de energie vrij die is opgeslagen in de glucosemoleculen.
Vier stadia van ademhaling
Hoewel de hoofdproces van cellulaire ademhaling in wezen een oxidatiereactie is, moeten er vier dingen gebeuren, zodat je de volledige potentiële hoeveelheid ATP kunt maken. Deze omvatten de vier fasen van de ademhaling:
glycolyse komt voor in het cytoplasma. Eén glucosemolecuul valt uiteen in twee moleculen pyrodruivenzuur (C3H4O3). Dit proces resulteert in een netto productie van twee moleculen ATP.
In de overgangsreactiepyrodruivenzuur gaat de mitochondriën binnen en wordt Acetyl CoA.
Tijdens de citroenzuurcyclus, of citroenzuur cyclus, alle waterstofatomen in het Acetyl CoA combineren met zuurstofatomen, waardoor 4 ATP-moleculen worden geproduceerd en nicotinamide-adenine-dinucleotide-hydride (NADH), dat in de finale verder wordt afgebroken stadium. Dit produceert afvalkooldioxide en water in de cyclus die je moet verdrijven.
De vierde fase, de elektronentransportketen produceert het grootste deel van de ATP. Dit complexe proces vindt plaats in de mitochondriën.
Nadat lipasen in de bloedbaan ze hebben afgebroken, kunnen vetten via complexe processen acetyl-CoA worden en de Krebs-cyclus binnengaan om hoeveelheden ATP op te leveren die vergelijkbaar zijn met die uit glucose. Eiwitten kunnen ook ATP produceren, maar ze moeten eerst veranderen in aminozuren voordat ze beschikbaar zijn voor ademhaling.