Sadržaj
Stanice u vašem tijelu mogu se razgraditi ili metabolizirati glukozu da bi napravili potrebnu energiju. Umjesto da samo oslobađaju ovu energiju kao toplinu, stanice ipak pohranjuju tu energiju u obliku adenosin trifosfata ili ATP-a; ATP djeluje kao vrsta energetske valute koja je na raspolaganju u prikladnom obliku da zadovolji potrebe stanica.
Ukupna kemijska jednadžba
Budući da je raspad glukoze kemijska reakcija, to se može opisati sljedećom kemijskom jednadžbom: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, gdje se oslobađa 2870 kilodžula energije za svaki mol glukoze koji se metabolizira. Iako ova jednadžba opisuje cjelokupni proces, njegova je jednostavnost varljiva jer prikriva sve detalje onoga što se stvarno događa. Glukoza se metabolizira u jednom koraku. Umjesto toga, stanica razgrađuje glukozu u nizu malih koraka, od kojih svaki oslobađa energiju. Kemijske jednadžbe za njih nalaze se u nastavku.
glikoliza
Prvi korak u metabolizmu glukoze je glikoliza, postupak u deset koraka, gdje se molekula glukoze lizira ili dijeli na dva šećera sa tri ugljika, koji se kemijski mijenjaju kako bi tvorili dvije molekule piruvata. Neto jednadžba glikolize je sljedeća: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH, gdje je C6H12O6 glukoza, i je fosfatna skupina, NAD + i NADH su akceptori / nosioci elektrona a ADP je adenozin-difosfat. Opet, dok ova jednadžba daje cjelokupnu sliku, ona također skriva puno prljavih detalja; Budući da je glikoliza postupak u deset koraka, svaki se korak može opisati zasebnom kemijskom jednadžbom.
Ciklus limunske kiseline
Sljedeći korak u metabolizmu glukoze je ciklus limunske kiseline (koji se naziva i Krebsov ciklus ili ciklus trikarboksilne kiseline). Svaka od dvije molekule piruvata nastale glikolizom pretvaraju se u spoj koji se zove acetil CoA; kroz 8-koračni postupak, neto kemijska jednadžba za ciklus limunske kiseline može se napisati kako slijedi: acetil CoA + 3 NAD + + Q + BDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Potpuniji opis svih uključenih koraka je izvan okvira ovog članka; u osnovi, ciklus limunske kiseline donira elektrone dvije molekule nosača elektrona, NADH i FADH2, koje mogu donirati te elektrone u drugi postupak. Također proizvodi molekulu zvanu GTP koja ima slične funkcije kao ATP u stanici.
Oksidativne fosforilacije
U posljednjem velikom koraku metabolizma glukoze, molekule nosača elektrona iz ciklusa limunske kiseline (NADH i FADH2) doniraju svoje elektrone u transportni lanac elektrona, lanac proteina ugrađenih u membranu mitohondrija u vašim stanicama. Mitohondrije su važne strukture koje igraju ključnu ulogu u metabolizmu glukoze i u proizvodnji energije. Transportni lanac elektrona pokreće proces koji pokreće sintezu ATP-a iz ADP-a.
efekti
Ukupni rezultati metabolizma glukoze su impresivni; za svaku molekulu glukoze vaša stanica može napraviti 38 molekula ATP-a. Budući da je za sintezu ATP-a potrebno 30,5 kilojula po molu, vaša stanica uspješno pohranjuje 40 posto energije oslobođene razgradnjom glukoze. Preostalih 60 posto gubi se od topline; ova toplina pomaže u održavanju tjelesne temperature. Iako 40 posto može zvučati kao niska brojka, znatno je učinkovitiji od mnogih strojeva koje su dizajnirali ljudi. Čak i najbolji automobili, na primjer, mogu pretvoriti samo četvrtinu pohranjene u benzinu u energiju koja pokreće automobil.