ATP
Adenozin trifosfat (ATP) je nosilec energije človeškega telesa. Vsa energija, ki izhaja iz celičnega dihanja, se na začetku začasno shrani v obliki ATP. Telo lahko to energijo uporabi le, če je na voljo v obliki molekule ATP. Ko se energija molekule ATP porabi, se ATP pretvori v adenozin difosfat (ADP), pri čemer se ena fosfatna skupina molekule odcepi in energija se sprosti. Dihanje celic ali proizvodnja energije služi namenu nenehne regeneracije ATP iz tako imenovanega ADP, da ga telo lahko ponovno uporabi.
Reakcijska enačba
Ker so maščobne kisline različno dolge, aminokisline pa imajo tudi zelo različno strukturo, za ti dve skupini ni mogoče sestaviti preproste enačbe, ki bi natančno opredelila donos njihove energije v celičnem dihanju. To je zato, ker lahko vsaka strukturna sprememba določi, v kateri fazi citratnega cikla je vključena aminokislina. Razgradnja maščobnih kislin v tako imenovani beta-oksidaciji je odvisna od njihove dolžine.
Daljše kot so maščobne kisline, več energije lahko pridobimo z njimi. Ta se nato še vedno spreminja med nasičenimi in nenasičenimi maščobnimi kislinami, pri čemer nenasičene zagotavljajo minimalno manj energije, če imajo enako količino. Iz že omenjenih razlogov lahko enačbo najbolje razložimo za razgradnjo glukoze. V procesu se ena molekula glukoze (C6H12O6) in 6 molekul kisika (O2) združi v 6 molekul ogljikovega dioksida (CO2) in 6 molekul vode (H2O):
- C6H12O6 + 6 O2 postane 6 CO2 + 6 H2O
Kaj je glikoliza?
Glikoliza se nanaša na cepljenje glukoze, tj. Dekstroze. Ta presnovna pot poteka tako v človeških celicah kot v drugih, npr. Pri kvasovkah med fermentacijo. Mesto, kjer celice izvajajo glikolizo, je celična plazma.
Tu encimi prisotni so, ki pospešujejo reakcije glikolize, tako da neposredno sintetizirajo ATP kot dajejo substrate za citratni cikel. Ta postopek ustvarja energijo v obliki dveh molekul ATP in dveh molekul NADH + H +. Skupaj s citratnim ciklom in dihalno verigo, ki se nahajata v mitohondriju, glikoliza predstavlja pot razgradnje od enostavne glukoze sladkorja do univerzalnega nosilca energije ATP.
Glikoliza poteka v citozolu vseh živalskih in rastlinskih celic. Končni produkt glikolize je piruvat, ki ga lahko nato v vmesnem koraku vnesemo v citratni cikel. Za izvedbo reakcij se v glikolizi skupaj uporabljata 2 ATP na molekulo glukoze.
Dobimo pa 4 ATP, tako da je dejansko na voljo neto dobiček 2 molekul ATP. Glikoliza traja deset reakcijskih korakov, dokler se sladkor s 6 atomi ogljika ne spremeni v dve molekuli piruvat, od katerih je vsak sestavljen iz treh atomov ogljika. V prvih štirih reakcijskih korakih se sladkor pretvori v fruktoza-1,6-bisfosfat s pomočjo dveh fosfatov in prerazporeditev.
Ta aktivirani sladkor je zdaj razdeljen na dve molekuli s po tremi atomi ogljika. Nadaljnje preureditve in odstranitev dveh fosfatnih skupin končno privedejo do dveh piruvatov. Če je zdaj na voljo kisik (O2), se piruvat se lahko nadalje presnovi v acetil-CoA in uvede v citratni cikel.
Na splošno ima glikoliza z 2 molekulama ATP in 2 molekulama NADH + H + relativno majhen donos energije. Vendar pa je osnova za nadaljnjo razgradnjo sladkorja in je zato bistvenega pomena za proizvodnjo ATP v celičnem dihanju. Na tej točki je koristno ločiti aerobno in anaerobno glikolizo.
Aerobna glikoliza vodi do zgoraj opisanega piruvata, ki ga nato lahko uporabimo za proizvodnjo energije. Anaerobne glikolize, ki poteka v pogojih pomanjkanja kisika, pa piruvata ni več mogoče uporabiti, ker citratni cikel zahteva kisik. Med glikolizo se tvori vmesna molekula za shranjevanje NADH, ki je sama po sebi bogata z energijo in bi se tudi stekla v rak cikel v aerobnih pogojih.
Vendar je začetna molekula NAD + potrebna za vzdrževanje glikolize. Zato telo tukaj "ugrizne" v "kislo jabolko" in to energijsko bogato molekulo spremeni v prvotno obliko. Za izvedbo reakcije se uporablja piruvat. Pri tem se piruvat spremeni v tako imenovano laktat ali imenovana tudi mlečna kislina.
