Једначина за метаболизам глукозе

Ћелије у вашем телу могу разградити или метаболизирати глукозу да би произвеле енергију која им је потребна. Уместо да ову енергију пуште само као топлоту, ћелије је складиште у облику аденозин трифосфата или АТП; АТП делује као врста енергетске валуте која је доступна у прикладном облику за задовољавање потреба ћелије.

Пошто је разградња глукозе хемијска реакција, она се може описати следећом хемијском једначином: Ц6Х12О6 + 6 О2 -> 6 ЦО2 + 6 Х2О, при чему се ослобађа 2870 килоџула енергије за сваки мол глукозе који је метаболизовано. Иако ова једначина описује целокупан процес, њена једноставност је варљива, јер прикрива све детаље онога што се заиста догађа. Глукоза се не метаболише ни у једном кораку. Уместо тога, ћелија разграђује глукозу у низу малих корака, од којих сваки ослобађа енергију. Хемијске једначине за њих су приказане у наставку.

Први корак у метаболизму глукозе је гликолиза, процес од десет корака где је молекул глукозе лизира или подели на два шећера са три угљеника, која се затим хемијски мењају и формирају два молекула пируват. Нето једначина за гликолизу је следећа: Ц6Х12О6 + 2 АДП + 2 [П] и + 2 НАД + -> 2 пируват + 2 АТП + 2 НАДХ, при чему Ц6Х12О6 је глукоза, [П] и је фосфатна група, НАД + и НАДХ су акцептори / носачи електрона, а АДП је аденозин дифосфат. Опет, иако ова једначина даје укупну слику, она такође крије доста прљавих детаља; пошто је гликолиза поступак од десет корака, сваки корак би могао бити описан помоћу посебне хемијске једначине.

Следећи корак у метаболизму глукозе је циклус лимунске киселине (такође се назива Кребсов циклус или циклус трикарбоксилне киселине). Сваки од два молекула пирувата формирани гликолизом претварају се у једињење звано ацетил ЦоА; кроз процес од 8 корака могу се написати ове нето хемијске једначине за циклус лимунске киселине како следи: ацетил ЦоА + 3 НАД + + К + ГДП + [П] и + 2 Х2О -> ЦоА-СХ + 3 НАДХ + 3 Х + + КХ2 + ГТП + 2 ЦО2. Потпунији опис свих укључених корака изван је делокруга овог чланка; у основи, међутим, циклус лимунске киселине донира електроне двама молекулима носачима електрона, НАДХ и ФАДХ2, који затим те електроне могу донирати другом процесу. Такође производи молекул назван ГТП који има сличне функције као АТП у ћелији.

У последњем великом кораку у метаболизму глукозе, молекули носача електрона из циклуса лимунске киселине (НАДХ и ФАДХ2) донирају њихови електрони у ланац транспорта електрона, ланац протеина уграђен у мембрану митохондрија у вашим ћелијама. Митохондрији су важне структуре које играју кључну улогу у метаболизму глукозе и у стварању енергије. Ланац транспорта електрона покреће процес који покреће синтезу АТП из АДП.

Укупни резултати метаболизма глукозе су импресивни; за сваки молекул глукозе, ваша ћелија може да створи 38 молекула АТП. Будући да је за синтезу АТП потребно 30,5 килоџула по молу, ваша ћелија успешно складишти 40 процената енергије ослобођене разградњом глукозе. Преосталих 60 процената губи се као топлота; ова топлота помаже у одржавању телесне температуре. Иако 40 одсто звучи као ниска цифра, то је знатно ефикасније од многих машина које су дизајнирали људи. На пример, чак и најбољи аутомобили могу само четвртину енергије ускладиштене у бензину претворити у енергију која покреће аутомобил.