Glukosestofskifte: Sådan Skaber Din Kropp ATP-energi

Energi gemt inden for de kemiske bindinger af kulhydrat, fedt og proteinmolekyler i fødevarer. Fordøjelsesprocessen bryder kulhydratmolekyler ned til glucosemolekyler. Glucose tjener som kroppens primære energikilde, fordi den kan omdannes til brugbar energi mere effektivt end enten fedt eller protein. Den eneste type energi, som cellerne i din krop kan udnytte, er adenosine trifosfat-molekylet (ATP). ATP består af et adenosinmolekyl og tre anorganiske fosfater. Adenosin difosfat (ADP) er en ester af adenosin, der indeholder to fosfater, og det bruges til at lave ATP. Processen med at metabolisere glucose for at producere ATP kaldes cellulær respiration. Der er tre hovedtrin i denne proces.

Overblik

Energi gemt inden for de kemiske bindinger af kulhydrat, fedt og proteinmolekyler i fødevarer. Fordøjelsesprocessen bryder kulhydratmolekyler ned til glucosemolekyler. Glucose tjener som din krops primære energikilde, fordi den kan omdannes til brugbar energi mere effektivt end enten fedt eller protein. Den eneste type energi, som cellerne i din krop kan udnytte, er adenosine trifosfat-molekylet (ATP). ATP består af et adenosinmolekyl og tre anorganiske fosfater. Adenosin difosfat (ADP) er en ester af adenosin, der indeholder to fosfater, og det bruges til at lave ATP. Processen med at metabolisere glucose for at producere ATP kaldes cellulær respiration. Der er tre hovedtrin i denne proces.

Glycolyse-fasen

Denne første fase i cellulær respiration sker i din celle's cytoplasma. I løbet af denne fase interagerer dehydrogenas-enzymer med glucosemolekylet. Denne interaktion oxiderer molekylet, dvs. det aftrækker nogle af dets elektroner samt et hydrogenion. To elektroner og et proton videresendes til et koenzym kaldet NAD⁺. Kombinationen af NAD⁺ med disse tilføjede elektroner og proton danner NADH-molekylet. Endprodukterne af glycolyse er NADH, to pyruvatmolekyler og to ATP-molekyler for hvert enkelt glucosemolekyl, der brydes ned.

Citronsyre (eller Krebs) Cyklus-fasen

De eneste produkter af glycolyse-fasen, der bevæger sig videre til citronsyrecyklus-fasen, er pyruvatmolekylerne. Citronsyrecyklusen sker i cellens mitochondria, og den vil kun finde sted, hvis ilt er til stede. Når pyruvatmolekylerne trænger ind i cellens mitochondria, frigives karbondioxid, hvilket ændrer pyruvatmolekylerne. Enzymer interagerer med disse ændrede pyruvatmolekyler, oxiderer dem. Igennem overføres disse elektroner og proton til koenzymer, hvilket danner NADH og FADH₂-molekyler. Den afsluttede citronsyrecyklus producerer karbondioxid, NADH-molekyler, FADH₂-molekyler og to ATP-molekyler.

Oxidativ Fosforylering-fasen

De energirige NADH og FADH₂-molekyler skabt i glycolyse- og citronsyrecyklus-faserne bevæger sig videre til den oxidative fosforylerings-fase. Denne fase sker også i cellens mitochondria. I den bliver elektronerne i NADH og FADH₂-molekyler en del af det, der kaldes "elektrontransportkjeden". Når de frigivne elektroner fra disse molekyler bevæger sig fra toppen af kæden til bunden, ved at passere fra molekyle til molekyle, genererer rækken af elektronoverførsler en type energi, der bruges til at synthetisere ATP. Det endelige resultat af den oxidative fosforylering, elektrontransportkjeden, producerer "moderkornet" på 34 ATP-molekyler for hvert forbrudte glucosemolekyl.

I Endelig Analyse

Den ATP, der dannes under glycolyse og citronsyrecyklus, dannes som resultat af et enzym, der videresender en fosfatgruppe til ADP. Kombinationen af denne fosfatgruppe med ADP skaber ATP.

Under den oxidative fosforylerings-fase syntetiseres ATP-molekyler fra den energi, der frigives under overførsel af elektroner. Elektrontransportkjeden genererer ikke ATP direkte. Snarere genererer den en energi, der aktiverer tre katalytiske steder i cellemitochondrierne, der tillader ADP at kombinere med en fosfatgruppe for at producere ATP. Glucose er brændstoffet, der driver alle disse reaktioner.