Energi som lagras i kemiska bindningar av kolhydrat, fett och proteinmolekyler som ingår i maten. Processen med matsmältning bryter ner kolhydratmolekylerna i glukosmolekyler. Glukos fungerar som din kropps främsta energikälla eftersom den kan omvandlas till användbar energi mer effektivt än fett eller protein. Den enda typen energi cellerna i din kropp kan använda är adenosintrifosfatmolekylen (ATP). ATP består av en adenosinmolekyl och tre oorganiska fosfater. Adenosindi-fosfat (ADP) är en ester av adenosin som innehåller två fosfater, och det används för att göra ATP. Processen att metabolisera glukos för att producera ATP kallas cellulär andning. Det finns tre huvudsteg i denna process.

Glykolyssteg

Denna första etappen i cellulär andning sker i cellens cytoplasma. Under detta stadium interagerar dehydrogenasenzymer med glukosmolekylen. Denna interaktion oxiderar molekylen, vilket betyder att den bandar den från några av dess elektroner, liksom en vätejon. Två elektroner och en proton vidarebefordras till ett koenzym som kallas NAD +. Kombinationen av NAD + med dessa tillsatta elektroner och proton bildar NADH-molekylen. Slutprodukterna av glykolys är NADH, två pyruvatmolekyler och två ATP-molekyler för varje enskild glukosmolekyl som bryts ner.

Citronsyra (eller Krebs) Cykelsteg

De enda produkterna i glykolyssteget som går vidare till citronsyracykeln är pyruvatmolekylerna. Citronsyracykeln sker i cellens mitokondrier, och det kommer endast att äga rum om syre är närvarande. När pyruvatmolekylerna tränger in i cellens mitokondrier frigörs koldioxid, vilket förändrar pyruvatmolekylerna. Enzymer interagerar med dessa förändrade pyruvatmolekyler och oxiderar dem. Återigen överförs dessa elektroner och proton till koenzymer som bildar NADH- och FADH2-molekyler. Den färdiga citronsyracykeln ger koldioxid, NADH-molekyler, FADH2-molekyler och två ATP-molekyler.

Oxidativ fosforyleringsstadium

De energirika NADH- och FADH2-molekylerna skapade i glykolys- och citronsyracykeln etapper går vidare till det oxidativa fosforyleringssteget. Detta stadium sker också i cellens mitokondrier. I det blir elektronerna i NADH- och FADH2-molekylerna en del av det som kallas "elektrontransportkedjan". Eftersom de elektroner som släpps ut från dessa molekyler rör sig från toppen av kedjan till kedjans botten, går de från molekylen till molekylen genererar strängen av elektronöverföringar en typ av energi som används för att syntetisera ATP. Det slutliga resultatet av den oxidativa fosforylerings-, elektrontransportkedjan producerar moderlagen på 34 ATP-molekyler för varje glukosmolekyl som konsumeras.

I den slutliga analysen

Den ATP som bildas under glykolys och den citronsyracykel bildas som ett resultat av ett enzym som passerar en fosfatgrupp till ADP. Kombinationen av denna fosfatgrupp med ADP skapar ATP.

Under det oxidativa fosforyleringsstadiet syntetiseras ATP-molekyler från den energi som frigörs under överföringen av elektroner. Elektrontransportkedjan genererar inte ATP direkt. Det genererar snarare en energi som aktiverar tre katalytiska platser i cell mitokondrier som tillåter ADP att kombinera med en fosfatgrupp för att producera ATP. Glukos är bränslet som driver alla dessa reaktioner.