De cellen in uw lichaam kunnen glucose afbreken of metaboliseren om de energie te maken die ze nodig hebben. In plaats van alleen deze energie vrij te geven als warmte, slaan cellen deze energie echter op in de vorm van adenosinetrifosfaat of ATP; ATP fungeert als een soort energievaluta die beschikbaar is in een handige vorm om aan de behoeften van de cel te voldoen.

Algemene chemische vergelijking

Omdat de afbraak van glucose een chemische reactie is, kan deze worden beschreven met behulp van de volgende chemische vergelijking: C6H12O6 + 6 O2 - & gt; 6 CO2 + 6 H2O, waarbij 2870 kilojoule aan energie vrijkomt voor elke mol glucose die wordt gemetaboliseerd. Hoewel deze vergelijking het hele proces beschrijft, is de eenvoud ervan misleidend, omdat het alle details verbergt van wat er echt gebeurt. Glucose wordt niet in één stap gemetaboliseerd. In plaats daarvan breekt de cel glucose af in een reeks kleine stappen, waarbij elke energie wordt vrijgegeven. De chemische vergelijkingen hiervoor staan ​​hieronder.

Glycolyse

De eerste stap in glucosemetabolisme is glycolyse, een proces in tien stappen waarbij een molecuul glucose wordt gelyseerd of in twee drie-koolstofsuikers wordt gesplitst die vervolgens chemisch worden gewijzigd om twee moleculen pyruvaat te vormen. De netto vergelijking voor glycolyse is als volgt: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + - & gt; 2 pyruvaat + 2 ATP + 2 NADH, waarbij C6H12O6 glucose is, [P] i een fosfaatgroep, NAD + en NADH zijn elektronenacceptoren /dragers en ADP is adenosinedifosfaat. Nogmaals, terwijl deze vergelijking het algemene beeld geeft, verbergt het ook veel van de vuile details; aangezien glycolyse een tienstapsproces is, kan elke stap worden beschreven met behulp van een afzonderlijke chemische vergelijking.

Citroenzuurcyclus

De volgende stap in glucosemetabolisme is de citroenzuurcyclus (ook wel de Krebs genoemd) cyclus of de tricarbonzuurcyclus). Elk van de twee moleculen van pyruvaat gevormd door glycolyse worden omgezet in een verbinding genaamd acetyl CoA; via een 8-stappen proces, deze De netto chemische vergelijking voor de citroenzuurcyclus kan als volgt worden geschreven: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O - & gt; CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Een vollediger beschrijving van alle stappen in kwestie is buiten het bestek van dit artikel; in principe schenkt de citroenzuurcyclus echter elektronen aan twee elektronendragermoleculen, NADH en FADH2, die deze elektronen vervolgens aan een ander proces kunnen doneren. Het produceert ook een molecuul met de naam GTP dat vergelijkbare functies heeft als ATP in de cel.

Oxidatieve fosforylering

In de laatste belangrijke stap in het glucosemetabolisme, zijn de elektronendragermoleculen afkomstig van de citroenzuurcyclus ( NADH en FADH2) doneren hun elektronen aan de elektronentransportketen, een keten van eiwitten ingebed in het membraan van de mitochondriën in je cellen. Mitochondria zijn belangrijke structuren die een sleutelrol spelen in het glucosemetabolisme en bij het opwekken van energie. De elektronentransportketen drijft een proces aan dat de synthese van ATP vanuit ADP aanstuurt.

Effecten

De algehele resultaten van het glucosemetabolisme zijn indrukwekkend; voor elk molecuul glucose kan je cel 38 moleculen ATP maken. Aangezien het 30,5 kilojoule per mol kost om ATP te synthetiseren, slaat uw cel met succes 40 procent van de vrijkomende energie op door glucose af te breken. De resterende 60 procent gaat verloren als warmte; deze warmte helpt om je lichaamstemperatuur te handhaven. Hoewel 40 procent klinkt als een laag cijfer, is het aanzienlijk efficiënter dan veel machines die door mensen zijn ontworpen. Zelfs de beste auto's kunnen bijvoorbeeld slechts een kwart van de energie die in benzine is opgeslagen omzetten in energie die de auto beweegt.