In de context van de biologie betekent het hebben van energie meer dan proberen om wakker te blijven na een lange dag. Elke cel in het lichaam heeft energie nodig om zijn functies te vervullen. In het lichaam wordt de energie gevonden in een molecuul dat adenosine-trifosfaat of ATP wordt genoemd. Dit molecuul wordt verkregen door het afbreken van voedingsstoffen, zoals glucose, door cellulaire ademhaling. Dit proces heeft drie hoofdstappen die beginnen met glycolyse.

Glycolyse begint met cellulaire ademhaling

Glycolyse is de eerste stap van het cellulaire ademhalingsproces. De reactie om een ​​enkel glucosemolecuul af te breken heeft ongeveer 10 stappen. Het molecuul wordt als een eenvoudige suiker beschouwd en bestaat uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen. Door een reeks complexe reacties wordt glucose afgebroken en getransformeerd in het energiebevattende molecuul ATP, het enzym NADH en het biochemische pyruvaat.

Glycolyseopbrengst

Een totaal van vier ATP, twee NADH en twee pyruvaat worden geproduceerd door middel van glycolyse. Tijdens de reactiereeks worden echter twee ATP-moleculen gebruikt, waardoor de netto opbrengst slechts twee ATP bedraagt. Op dit punt wordt het glucosemolecuul volledig afgebroken en eindigt de sessie van glycolyse. De pyruvaatmoleculen gaan door naar de volgende stappen van cellulaire ademhaling, terwijl elders in de cel een nieuwe glycolysecyclus begint.

Pathway to Aerobic Respiration

Wanneer zuurstof aanwezig is, volgen de pyruvaatmoleculen de weg van aerobe ademhaling. Door nog een andere reeks van complexe chemische reacties worden de pyruvaten geoxideerd om acetyl co-enzym A te vormen. Het acetyl co-enzym A gaat naar het binnenste deel van de mitochondria van een cel. Hier begint de citroenzuurcyclus en produceert twee extra ATP en bindt waterstofatomen aan de NADH-moleculen. De toevoeging van de waterstofatomen zorgt voor een gradiënt en levert energie aan de elektronentransportketen. Door middel van elektronentransport worden 32 ATP geproduceerd.

Weg naar anaërobe ademhaling

Als er geen zuurstof beschikbaar is, vindt cellulaire ademhaling plaats via de anaerobe route. Via deze weg kan pyruvaat niet worden geoxideerd om acetyl co-enzym A te vormen. In plaats daarvan ondergaat het pyruvaat een reeks van reacties om ethanol of lactaat en NAD + te verkrijgen. De NAD + is nodig om het glycolyseproces opnieuw te starten. Aan het einde van de anaërobe cyclus is de opbrengst slechts twee ATP. Het achtergebleven ethanol of lactaat wordt beschouwd als afval voor de cel en als het niet wordt verwijderd, zal het de cel doden.