Ligning for glukosemetabolisme

Cellene i kroppen din kan bryte ned eller metabolisere glukose for å lage den energien de trenger. I stedet for bare å frigjøre denne energien som varme, lagrer celler imidlertid denne energien i form av adenosintrifosfat eller ATP; ATP fungerer som en slags energivaluta som er tilgjengelig i en praktisk form for å dekke cellens behov.

Siden nedbrytningen av glukose er en kjemisk reaksjon, kan den beskrives ved hjelp av følgende kjemiske ligning: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, hvor det frigjøres 2870 kilojoule energi for hvert mol glukose som er metaboliseres. Selv om denne ligningen beskriver den totale prosessen, er dens enkelhet villedende, fordi den skjuler alle detaljene i det som virkelig foregår. Glukose metaboliseres ikke i ett enkelt trinn. I stedet bryter cellen glukose ned i en serie små trinn, som hver frigjør energi. De kjemiske ligningene for disse vises nedenfor.

Det første trinnet i glukosemetabolismen er glykolyse, en ti-trinns prosess der et molekyl glukose er lyseres eller deles i to tre-karbon sukker som deretter kjemisk endres for å danne to molekyler av pyruvat. Netto ligningen for glykolyse er som følger: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH, hvor C6H12O6 er glukose, [P] i er en fosfatgruppe, NAD + og NADH er elektronakseptorer / bærere og ADP er adenosin difosfat. Igjen, mens denne ligningen gir helhetsbildet, skjuler den også mange av de skitne detaljene; siden glykolyse er en ti-trinns prosess, kan hvert trinn beskrives ved hjelp av en separat kjemisk ligning.

Det neste trinnet i glukosemetabolismen er sitronsyresyklusen (også kalt Krebs-syklusen eller trikarboksylsyresyklusen). Hver av de to molekylene av pyruvat dannet ved glykolyse omdannes til en forbindelse kalt acetyl CoA; gjennom en 8-trinns prosess, kan disse Netto kjemiske ligningen for sitronsyresyklusen skrives som følger: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + BNP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. En fyldigere beskrivelse av alle trinnene er utenfor omfanget av denne artikkelen; i utgangspunktet donerer imidlertid sitronsyresyklusen elektroner til to elektronbærermolekyler, NADH og FADH2, som deretter kan donere disse elektronene til en annen prosess. Det produserer også et molekyl som heter GTP som har lignende funksjoner som ATP i cellen.

I det siste store trinnet i glukosemetabolismen donerer elektronbærermolekylene fra sitronsyresyklusen (NADH og FADH2) deres elektroner til elektrontransportkjeden, en kjede av proteiner innebygd i membranen til mitokondriene i cellene dine. Mitokondrier er viktige strukturer som spiller en nøkkelrolle i glukosemetabolismen og i å generere energi. Elektrontransportkjeden driver en prosess som driver syntesen av ATP fra ADP.

De samlede resultatene av glukosemetabolismen er imponerende; for hvert molekyl glukose kan cellen din lage 38 molekyler ATP. Siden det tar 30,5 kilojoules per mol å syntetisere ATP, lagrer cellen din vellykket 40 prosent av energien som frigjøres ved å bryte ned glukose. De resterende 60 prosent går tapt som varme; denne varmen hjelper til med å opprettholde kroppstemperaturen. Mens 40 prosent kan høres ut som et lavt tall, er det betydelig mer effektivt enn mange maskiner designet av mennesker. Selv de beste bilene kan for eksempel bare konvertere en fjerdedel av energien som er lagret i bensin, til energi som beveger bilen.