Mitkä ovat täydellisen glukoosin hajoamisen neljä vaihetta?

Sisältö

• Glykolyysivaiheen
• Valmisteleva reaktio
• Sitruunahapposykli
• Elektronien kuljetusketju
• Missä glukoosimäärän tuotteessa on eniten energiaa?

Glukoosi on kuuden hiilen sokeri, joka voidaan nauttia tai infusoida suoraan kehoon, mutta on useimmiten kompleksisen hiilihydraatti-, proteiini- tai rasva-aineenvaihdunnan sivutuote. Glukoosia voidaan käyttää glykogeenin ja muiden varastointipolttoaineiden syntetisointiin tai hajottaa edelleen energian tuottamiseksi aineenvaihduntaprosesseihin, reaktiosarjaan, jota yhdessä kutsutaan soluhengitykseksi. Glukoosin hajoamisen vaiheet voidaan jakaa neljään erilliseen vaiheeseen.

Glykolyysivaiheen

Alkuperäinen glukoosin hajoaminen tapahtuu solusytoplasmassa. Tämä on solujen hengityksen anaerobinen reaktio, mikä tarkoittaa, että se ei vaadi happea. Tässä, kahdeksan yksittäisen reaktion sarjassa, kuuden hiilen glukoosimolekyyli metaboloituu käyttämällä kahta adenosiinitrifosfaatti (ATP) -molekyyliä muodostamaan kaksi kolmen hiilen pyruvaattimolekyyliä, kaksi H₂O (vesi) molekyylit ja neljä ATP-molekyyliä kahden ATP-molekyylin nettovoittoa varten. ATP on ensisijainen energialähde ihmisen aineenvaihdunnassa.

Valmisteleva reaktio

Tämä reaktio tapahtuu solujen mitokondrioiden matriisissa tai sisäpuolella. Tässä yhdistetään kaksi glykolysista peräisin olevaa pyruvaattimolekyyliä kahden koentsyymi A (CoA) -molekyylin kanssa, jolloin saadaan kaksi asetyyli-CoA-molekyyliä ja kaksi hiilidioksidia (CO₂) molekyylejä. Tämä reaktio tapahtuu yhdessä vaiheessa ja, kuten glykolyysi, on anaerobinen.

Sitruunahapposykli

Kutsutaan myös trikarboksyylihapposykliksi (TCA) tai Krebs-sykliksi, tämä anaerobisten reaktioiden sarja, kuten valmisteleva reaktio, tapahtuu mitokondrioiden matriisissa. Tässä valmistavassa reaktiossa saadut kaksi asetyyli-CoA-molekyyliä yhdistyvät useiden fosfaatti- ja nukleotidikomponenttien kanssa, jolloin saadaan kaksi ATP: tä, neljä CO2: ta ja joukko nukleotidivälittäjiä. Nämä välittäjät ovat kriittisiä aerobisessa hengityksessä, joka tapahtuu glukoosin hajoamisen seuraavassa vaiheessa.

Elektronien kuljetusketju

Tässä vaiheessa, joka ilmenee mitokondrioiden sisäkalvoilla, happea tulee lopulta kuvaan. Tämän kaavion kuljettajat ovat NAD: n ja FAD: n molekyylejä, edellä mainitut nukleotidivälittäjät. Kuuden happimolekyylin läsnä ollessa protonit johdetaan NAD: sta ja FAD: stä muihin NAD: n ja FAD: n molekyyleihin ketjun alapuolella, mikä mahdollistaa ATP: n uuttamisen eri kohdissa. Lopputulos on 34 ATP-molekyylin voitto.

Huomaa, että tämän vaiheen jälkeen glykolyysiin liittyvä kemiallinen yleinen reaktio näyttää täydelliseltä:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Missä glukoosimäärän tuotteessa on eniten energiaa?

On selvää, että kahdella glykolyysiä sisältävällä ATP: llä, kahdella sitruunahapposyklillä ja 34: llä elektronien kuljetusketjusta glukoosimolekyyliä kohti, elektronien kuljetusketju on ylivoimaisesti eniten energiaa tuottava. Tästä syystä ihmisiltä ei voi ilman happea riittää pitkään, ja miksi erittäin intensiivistä (anaerobista) liikuntaa ei voida pitää yllä muutama minuutti: Suurin osa fysiologisista toiminnoista riippuu elektronien kuljetusketjun tasaisesta käytöstä.