Hvad er glucoses rolle ved aerobåndånd?

Under aerob åndedræt får celler energi i nærværelse af ilt gennem en række reaktioner kendt som citronsyrecyklus. Glucose giver et vigtigt reaktionsmellemprodukt, der er nødvendigt for at disse reaktioner kan forekomme. Glukose er et seks-carbon sukker molekyle, der nedbrydes i to tre-carbon pyruvat molekyler. Disse pyruvatmolekyler, i nærværelse af ilt, kan komme ind i citronsyrecyklusen, der producerer en betydelig mængde energi til cellen.

Glykolyse

Glukose kan opnås direkte fra kosten eller ved nedbrydning af glycogen, en polymer af glucosemolekyler. Under glykolyse metaboliseres glucose af cellen for at producere energi. Glykolyse er ikke særlig effektiv med hensyn til energiproduktion, men selve processen frembringer en række mellemprodukter, der kan anvendes til andre processer. Et sådant mellemprodukt er pyruvat. I fravær af ilt kan pyruvat omdannes til mælkesyre eller alkohol gennem en fremgangsmåde kendt som fermentering. I nærværelse af ilt, under aerob åndedræt kan pyruvat dog komme ind i citronsyrecyklusen.

Citronsyrecyklussen

Citronsyrecyklusen er en række reaktioner, der i sidste ende producerer en betydelig mængde energi til cellen. Denne cyklus kan kun forekomme under aerobe forhold - det vil sige betingelser, hvor der er tilstrækkelig ilt til stede.

I nærværelse af ilt kan pyruvatmolekylerne dannet ved enden af glycolyse komme ind i citronsyrecyklusen ved at reagere med en forbindelse kaldet acetyl-CoA. Under denne reaktion frigives kuldioxid. Faktisk frigives kuldioxid i en række trin under citronsyrecyklusen. Dette er delvis en forklaring på, hvorfor aerob åndedræt indebærer indånding af ilt og udånding af kuldioxid.

Electron Transport Chain

Efter definition kræver aerob åndedræt ilt. Der kræves ilt, fordi det er nødvendigt i elektrontransportkæden.

En celles elektrontransportkæde er en række reaktioner, der parrer kemiske reaktioner mellem elektrondonorer og elektronacceptorer til overførsel af protoner over en cellulær membran . Ved aerob åndedræt er oxygen den ultimative elektronacceptor.

Overførslen af elektroner skaber en protongradient. Når protonerne bevæger sig tilbage på tværs af membranen, strømmer nedover gradienten, skabes energi i form af molekyler kaldet ATP eller adenosintriphosphat.

Hvis der ikke er tilstede ilt, kan gradienten ikke indstilles op, og disse reaktioner kan ikke forekomme.

Glukose

Selvom glukose kan give energi til cellen gennem glykolyse, er denne proces ikke særlig effektiv. En input af to ATP-energimolekyler får reaktionen startet, men i sidste ende skabes kun fire ATP-energimolekyler.

Glucose giver en større rolle for mere effektiv energiproduktion ved at give pyruvatmolekylerne adgang til citronsyre cyklus. Ved slutningen af citronsyrecyklussen oprettes 36 ATP-energimolekyler for hvert eneste glukosemolekyle, der metaboliseres fuldstændigt.

Kilder til glukose

Glukose kan opnås direkte fra kosten. Glucose er et seks-carbon monosaccharidsukkermolekyle, også kendt som dextrose eller simpelt bordsukker. Det er også en del af en lang kæde af energilagringsmolekyler kaldet glycogen. Når cellerne har brug for mere glukose til at producere mere energi, kan glykogen nedbrydes for at frigive individuelle glucosemonomerer, som derefter kan komme ind i glykolysevejen. Til sidst kan de resulterende pyruvatmolekyler komme ind i citronsyrecyklusen, forudsat at ilt er til stede , , ] ]