1. Glukosmetabolism: Neuroner använder i första hand glukos som sin huvudsakliga energikälla. Glukos är en sockermolekyl som kommer in i neuronen genom specialiserade glukostransportörer i cellmembranet.
2. Glykolys: Väl inne i neuronen genomgår glukos en serie kemiska reaktioner som kallas glykolys. Glykolys sker i cytoplasman och bryter ner glukos till mindre molekyler, inklusive pyruvat, och frigör en liten mängd energi i form av ATP (adenosintrifosfat), en molekyl som fungerar som cellens primära energivaluta.
3. Mitokondriell transport: Pyruvatmolekylerna som produceras under glykolysen transporteras in i mitokondrierna. Här går de in i citronsyracykeln (även känd som Krebs-cykeln), en serie kemiska reaktioner som ytterligare bryter ner pyruvatet och frigör energi.
4. Citronsyracykel: I citronsyracykeln kombineras pyruvatmolekylerna med coenzym A (CoA) för att bilda Acetyl CoA, som kommer in i cykeln. När acetyl CoA passerar genom cykeln genomgår den en serie reaktioner som frigör koldioxid (CO2), genererar ATP och producerar högenergielektronbärare, såsom NADH (nikotinamidadenindinukleotid) och FADH2 (flavinadenindinukleotid).
5. Elektrontransportkedja: NADH- och FADH2-molekyler som produceras i citronsyracykeln bär högenergielektroner till elektrontransportkedjan, en serie proteinkomplex som finns i mitokondriernas inre membran. När elektronerna rör sig genom kedjan, används deras energi för att pumpa vätejoner (H+) från mitokondriematrisen in i intermembranutrymmet, vilket skapar en protongradient.
6. ATP-syntes: Protongradienten som genereras av elektrontransportkedjan driver det sista steget i energiproduktionen, känd som oxidativ fosforylering. Flödet av protoner tillbaka in i mitokondriella matrisen genom ATP-syntas, ett enzym, driver syntesen av ATP från ADP (adenosin difosfat) och oorganiskt fosfat (Pi).
Genom denna process av cellandning omvandlar neuroner den kemiska energin som lagras i glukos till ATP, cellens universella energivaluta. ATP används sedan för att driva på olika cellulära processer, inklusive överföring av elektriska signaler (aktionspotentialer) längs neuronens axon, aktiv transport av joner och molekyler över cellmembranet och syntes av väsentliga cellulära komponenter.
