Hva er de fire fasene av fullstendig glukosefordeling?

Glukose er et seks-karbon sukker som kan inntas eller tilføres direkte i kroppen, men er oftere et biprodukt av kompleks karbohydrat-, protein- eller fettmetabolisme. Glukose kan brukes til å syntetisere glykogen og andre lagringsdrivstoffer eller brytes ned ytterligere for å gi energi til metabolske prosesser, en serie reaksjoner som kollektivt kalles cellulær respirasjon. Stadiene av glukosedbrytning kan deles inn i fire forskjellige faser.

Den første nedbrytningen av glukose skjer i cellecytoplasmaet. Dette er en anaerob reaksjon av cellulær respirasjon, noe som betyr at den ikke krever oksygen. Her, i en serie på åtte individuelle reaksjoner, metaboliseres et seks-karbon glukosemolekyl ved bruk av to adenosintrifosfat (ATP) molekyler for å danne to tre-karbon pyruvatmolekyler, to H₂O (vann) molekyler og fire ATP-molekyler for en nettogevinst på to ATP-molekyler. ATP er en primær energikilde i menneskelig metabolisme.

Denne reaksjonen skjer i matrisen, eller det indre, i mitokondriene i celler. Her kombineres de to pyruvatmolekylene fra glykolyse med to koenzym A (CoA) molekyler for å produsere to acetyl-CoA molekyler og to karbondioksid (CO

Også kalt trikarboksylsyre (TCA) syklus eller Krebs-syklus, denne serien av anaerobe reaksjoner, som den forberedende reaksjonen, finner sted i mitokondrie-matrisen. Her kombineres de to acetyl-CoA-molekylene fra den forberedende reaksjonen med et antall fosfat- og nukleotidkomponenter for å gi to ATP, fire CO2 og et antall nukleotidformidlere. Disse mellomleddene er kritiske i den aerobe respirasjonen som oppstår i neste fase av glukosedbrytningen.

I dette trinnet, som foregår på mitokondriens indre membraner, kommer oksygen endelig inn i bildet. Transportørene i dette skjemaet er molekyler av NAD og FAD, de nukleotidformidlere som er nevnt ovenfor. I nærvær av seks oksygenmolekyler overføres protoner fra NAD og FAD til andre NAD- og FAD-molekyler nedover kjeden, slik at ATP kan ekstraheres på forskjellige punkter. Nettoresultatet er en gevinst på 34 ATP-molekyler.

Merk at etter dette trinnet ser den totale kjemiske reaksjonen for glykolyse ut som fullført:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Klart, med to ATP fra glykolyse, to fra sitronsyresyklusen og 34 fra elektronet transportkjede per molekyl glukose, er elektrontransportkjeden langt den mest energiproduserende. Dette er grunnen til at mennesker ikke kan fratas oksygen lenge, og hvorfor veldig høy intensitet (anaerob) trening ikke kan opprettholdt i mer enn noen få minutter: De fleste fysiologiske funksjoner avhenger av jevn bruk av elektrontransporten kjede.