Ecuația pentru metabolismul glucozei

Celulele din corpul dvs. pot descompune sau metaboliza glucoza pentru a produce energia de care au nevoie. În loc să elibereze doar această energie sub formă de căldură, celulele stochează această energie sub formă de adenozin trifosfat sau ATP; ATP acționează ca un fel de monedă energetică disponibilă într-o formă convenabilă pentru a satisface nevoile celulei.

Deoarece descompunerea glucozei este o reacție chimică, aceasta poate fi descrisă folosind următoarea ecuație chimică: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, unde sunt eliberate 2870 kilojuli de energie pentru fiecare mol de glucoză care este metabolizat. Deși această ecuație descrie procesul general, simplitatea sa este înșelătoare, deoarece ascunde toate detaliile a ceea ce se întâmplă cu adevărat. Glucoza nu este metabolizată într-o singură etapă. În schimb, celula descompune glucoza într-o serie de pași mici, fiecare dintre care eliberează energie. Ecuațiile chimice pentru acestea apar mai jos.

Primul pas în metabolismul glucozei este glicoliza, un proces în zece pași în care se află o moleculă de glucoză lizat sau împărțit în două zaharuri cu trei cărbuni care sunt apoi modificate chimic pentru a forma două molecule de piruvat. Ecuația netă pentru glicoliză este următoarea: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH, unde C6H12O6 este glucoză, [P] i este o grupare fosfat, NAD + și NADH sunt acceptori / purtători de electroni și ADP este adenozină difosfat. Din nou, în timp ce această ecuație oferă o imagine de ansamblu, ea ascunde, de asemenea, o mulțime de detalii murdare; deoarece glicoliza este un proces în zece etape, fiecare etapă ar putea fi descrisă folosind o ecuație chimică separată.

Următorul pas în metabolismul glucozei este ciclul acidului citric (numit și ciclul Krebs sau ciclul acidului tricarboxilic). Fiecare dintre cele două molecule de piruvat formate prin glicoliză sunt transformate într-un compus numit acetil CoA; printr-un proces în 8 etape, acestea pot fi scrise ecuația chimică netă pentru ciclul acidului citric după cum urmează: acetil CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. O descriere mai completă a tuturor pașilor implicați depășește scopul acestui articol; practic, însă, ciclul acidului citric donează electroni către două molecule purtătoare de electroni, NADH și FADH2, care pot dona apoi acești electroni către un alt proces. De asemenea, produce o moleculă numită GTP care are funcții similare cu ATP din celulă.

În ultima etapă majoră a metabolismului glucozei, moleculele purtătoare de electroni din ciclul acidului citric (NADH și FADH2) donează electronii lor către lanțul de transport al electronilor, un lanț de proteine ​​încorporate în membrana mitocondriilor din celulele voastre. Mitocondriile sunt structuri importante care joacă un rol cheie în metabolismul glucozei și în generarea de energie. Lanțul de transport al electronilor alimentează un proces care conduce sinteza ATP din ADP.

Rezultatele generale ale metabolismului glucozei sunt impresionante; pentru fiecare moleculă de glucoză, celula dvs. poate produce 38 de molecule de ATP. Deoarece este nevoie de 30,5 kilojuli pe mol pentru a sintetiza ATP, celula dvs. stochează cu succes 40% din energia eliberată prin descompunerea glucozei. Restul de 60 la sută se pierde sub formă de căldură; această căldură vă ajută să vă mențineți temperatura corpului. Deși 40 la sută ar putea părea o cifră scăzută, este considerabil mai eficient decât multe mașini proiectate de oameni. Chiar și cele mai bune mașini, de exemplu, pot converti doar un sfert din energia stocată în benzină în energie care mișcă mașina.