Care sunt cele patru etape ale defalcării complete a glucozei?

Glucoza este un zahăr cu șase atomi de carbon care poate fi ingerat sau infuzat direct în organism, dar este mai des un produs secundar al metabolismului complex al carbohidraților, proteinelor sau grăsimilor. Glucoza poate fi utilizată pentru sintetizarea glicogenului și a altor combustibili de stocare sau descompusă în continuare pentru a furniza energie pentru procesele metabolice, o serie de reacții denumite în mod colectiv respirație celulară. Etapele descompunerii glucozei pot fi împărțite în patru faze distincte.

Defalcarea inițială a glucozei are loc în citoplasma celulară. Aceasta este o reacție anaerobă a respirației celulare, ceea ce înseamnă că nu necesită oxigen. Aici, într-o serie de opt reacții individuale, o moleculă de glucoză cu șase carbonuri este metabolizată folosind două molecule de adenozin trifosfat (ATP) pentru a forma două molecule de piruvat cu trei carbon, două H₂O (apă) molecule și patru molecule ATP pentru un câștig net de două molecule ATP. ATP este o sursă primară de energie în metabolismul uman.

Această reacție are loc în matricea sau interiorul mitocondriilor celulelor. Aici, cele două molecule de piruvat din glicoliză sunt combinate cu două molecule de coenzimă A (CoA) pentru a produce două molecule de acetil-CoA și doi dioxid de carbon (CO₂) molecule. Această reacție apare într-o singură etapă și, la fel ca glicoliza, este anaerobă.

Numit și ciclul acidului tricarboxilic (TCA) sau ciclul Krebs, această serie de reacții anaerobe, precum reacția pregătitoare, are loc în matricea mitocondrială. Aici, cele două molecule de acetil-CoA din reacția pregătitoare se combină cu un număr de componente de fosfat și nucleotide pentru a produce doi ATP, patru CO2 și un număr de intermediari nucleotidici. Acești intermediari sunt critici în respirația aerobă care are loc în următoarea fază de descompunere a glucozei.

În acest pas, care transpare pe membranele interioare ale mitocondriilor, oxigenul intră în cele din urmă în imagine. Transportorii din această schemă sunt molecule de NAD și FAD, intermediarii nucleotidici menționați mai sus. În prezența a șase molecule de oxigen, protonii sunt trecuți de la NAD și FAD la alte molecule NAD și FAD de pe lanț, permițând extragerea ATP în diferite puncte. Rezultatul net este un câștig de 34 de molecule de ATP.

Rețineți că, după această etapă, reacția chimică globală pentru glicoliză pare completă:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

În mod clar, cu două ATP din glicoliză, două din ciclul acidului citric și 34 din electron lanțul de transport pe moleculă de glucoză, lanțul de transport al electronilor este de departe cel mai mult producătoare de energie. Acesta este motivul pentru care oamenii nu pot fi lipsiți de oxigen mult timp și de ce exercițiile de intensitate foarte mare (anaerobă) nu pot fi menținută mai mult de câteva minute: Majoritatea funcțiilor fiziologice depind de o utilizare constantă a transportului de electroni lanţ.