Kandungan
Sel-sel di dalam badan anda boleh memecahkan atau memetabolisme glukosa untuk menjadikan tenaga yang mereka perlukan. Daripada sekadar melepaskan tenaga ini sebagai haba, bagaimanapun, sel menyimpan tenaga ini dalam bentuk adenosin trifosfat atau ATP; ATP bertindak sebagai sejenis mata wang tenaga yang tersedia dalam bentuk yang mudah untuk memenuhi keperluan sel.
Persamaan Kimia Keseluruhan
Oleh kerana pecahan glukosa adalah tindak balas kimia, ia boleh digambarkan menggunakan persamaan kimia berikut: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, di mana 2870 kilojoules tenaga dilepaskan untuk setiap mol glukosa yang dimetabolisme. Walaupun persamaan ini menggambarkan keseluruhan proses, kesederhanaannya menipu, kerana ia menyembunyikan semua butiran apa yang sebenarnya berlaku. Glukosa tidak dimetabolismakan dalam satu langkah. Sebaliknya, sel memecah glukosa dalam beberapa langkah kecil, setiap satunya mengeluarkan tenaga. Persamaan kimia untuk ini kelihatan di bawah.
Glikolisis
Langkah pertama dalam metabolisme glukosa adalah glikolisis, proses sepuluh langkah di mana satu molekul glukosa dilepaskan atau dibahagikan kepada dua gula tiga-karbon yang kemudiannya diubah secara kimia untuk membentuk dua molekul piruvat. Persamaan bersih untuk glikolisis adalah seperti berikut: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, di mana C6H12O6 adalah glukosa, i adalah kumpulan fosfat, NAD + dan NADH adalah penerima / dan ADP adalah adenosina difosfat. Sekali lagi, sementara persamaan ini memberi gambaran keseluruhan, ia juga menyembunyikan banyak butiran yang kotor; kerana glikolisis adalah proses sepuluh langkah setiap langkah boleh diterangkan menggunakan persamaan kimia yang berasingan.
Kitaran Asid Citric
Langkah selanjutnya dalam metabolisme glukosa ialah kitaran asid sitrik (juga dikenali sebagai kitaran Krebs atau kitaran asid tricarboxylic). Setiap daripada dua molekul piruvat yang dibentuk oleh glikolisis ditukar menjadi sebatian yang dipanggil asetil CoA; persamaan kimia bersih untuk kitaran asid sitrik boleh ditulis seperti berikut: Acetyl CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Penerangan lengkap tentang semua langkah yang terlibat adalah di luar skop artikel ini; Pada dasarnya, kitaran asid sitrik menyumbang elektron kepada dua molekul pengangkut elektron, NADH dan FADH2, yang kemudian dapat menyumbangkan elektron ini ke proses lain. Ia juga menghasilkan molekul yang dipanggil GTP yang mempunyai fungsi yang serupa dengan ATP dalam sel.
Fosforilasi oksidatif
Dalam langkah utama terakhir dalam metabolisme glukosa, molekul pembawa elektron dari kitaran asid sitrik (NADH dan FADH2) menyumbangkan elektron mereka ke rantai pengangkutan elektron, rantai protein yang terbenam dalam membran mitokondria dalam sel anda. Mitokondria adalah struktur penting yang memainkan peranan utama dalam metabolisme glukosa dan menjana tenaga. Rantaian elektron menggerakkan proses yang mendorong sintesis ATP dari ADP.
Kesan
Keputusan keseluruhan metabolisme glukosa sangat mengagumkan; untuk setiap molekul glukosa, sel anda boleh membuat 38 molekul ATP. Oleh kerana diperlukan 30.5 kilojoule per mol untuk mensintesis ATP, sel anda berjaya menyimpan 40 peratus tenaga yang dibebaskan dengan memecahkan glukosa. Baki 60 peratus lagi hilang sebagai panas; haba ini membantu mengekalkan suhu badan anda. Walaupun 40 peratus mungkin terdengar seperti angka yang rendah, jauh lebih cekap dari banyak mesin yang direka oleh manusia. Malah kereta terbaik, contohnya, hanya boleh menukar seperempat tenaga yang disimpan dalam petrol menjadi tenaga yang menggerakkan kereta.