เนื้อหา
เซลล์ในร่างกายของคุณสามารถสลายหรือเผาผลาญกลูโคสเพื่อให้พลังงานที่พวกเขาต้องการ แทนที่จะปล่อยพลังงานนี้เป็นความร้อนอย่างไรก็ตามเซลล์เก็บพลังงานนี้ในรูปของ adenosine triphosphate หรือ ATP ATP ทำหน้าที่เป็นสกุลเงินพลังงานที่มีอยู่ในรูปแบบที่สะดวกเพื่อตอบสนองความต้องการของเซลล์
สมการทางเคมีโดยรวม
เนื่องจากการสลายตัวของกลูโคสเป็นปฏิกิริยาทางเคมีสามารถอธิบายได้โดยใช้สมการทางเคมีต่อไปนี้: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O ที่ปล่อยพลังงาน 2870 กิโลจูลต่อโมลของกลูโคสแต่ละตัวที่ถูกเผาผลาญ แม้ว่าสมการนี้จะอธิบายกระบวนการโดยรวม แต่ความเรียบง่ายของมันนั้นหลอกลวงเพราะมันปกปิดรายละเอียดทั้งหมดของสิ่งที่เกิดขึ้นจริง กลูโคสไม่ได้ถูกเผาผลาญในขั้นตอนเดียว เซลล์จะแยกกลูโคสออกเป็นขั้นตอนเล็ก ๆ น้อย ๆ ซึ่งแต่ละเซลล์จะปลดปล่อยพลังงานออกมา สมการทางเคมีสำหรับสิ่งเหล่านี้ปรากฏอยู่ด้านล่าง
glycolysis
ขั้นตอนแรกในการเผาผลาญกลูโคสคือ glycolysis กระบวนการสิบขั้นตอนที่โมเลกุลของกลูโคสถูก lysed หรือแบ่งออกเป็นน้ำตาลสองสามคาร์บอนซึ่งจะถูกเปลี่ยนรูปทางเคมีเป็นโมเลกุล pyruvate สมการสุทธิสำหรับ glycolysis มีดังนี้: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH โดยที่ C6H12O6 คือกลูโคสฉันเป็นกลุ่มฟอสเฟต NAD + และ NADH เป็นอิเล็กตรอนตัวรับ / ผู้ให้บริการ และ ADP คือ adenosine diphosphate อีกครั้งในขณะที่สมการนี้ให้ภาพรวม แต่ก็ยังปกปิดรายละเอียดที่สกปรกมากมาย เนื่องจาก glycolysis เป็นกระบวนการสิบขั้นตอนแต่ละขั้นตอนสามารถอธิบายได้โดยใช้สมการทางเคมีแยกต่างหาก
วงจรกรดซิตริก
ขั้นตอนต่อไปของกระบวนการเผาผลาญกลูโคสคือวัฏจักรกรดซิตริก (หรือที่เรียกว่าวัฏจักร Krebs หรือวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก) โมเลกุลทั้งสองของไพรูเวทที่เกิดจาก glycolysis จะถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่เรียกว่า acetyl CoA; ผ่านกระบวนการ 8 ขั้นตอนสมการเคมีสุทธิสำหรับวัฏจักรกรดซิตริกสามารถเขียนได้ดังนี้: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2 คำอธิบายทั้งหมดของขั้นตอนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้ อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปวัฏจักรกรดซิตริกบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลของอิเล็กตรอนสองตัวคือ NADH และ FADH2 ซึ่งสามารถบริจาคอิเล็กตรอนเหล่านี้ให้กับกระบวนการอื่น มันยังสร้างโมเลกุลที่เรียกว่า GTP ที่มีฟังก์ชั่นคล้ายกับ ATP ในเซลล์
ฟอสฟอรัสออกซิเดชัน
ในขั้นตอนสำคัญขั้นสุดท้ายในการเผาผลาญกลูโคสโมเลกุลโมเลกุลของอิเล็กตรอนจากวงจรกรดซิตริก (NADH และ FADH2) บริจาคอิเล็กตรอนของพวกเขาไปยังห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนซึ่งเป็นโซ่ของโปรตีนที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ของไมโทคอนเดรียในเซลล์ของคุณ Mitochondria เป็นโครงสร้างที่สำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญกลูโคสและในการสร้างพลังงาน ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนให้พลังงานแก่กระบวนการที่ขับเคลื่อนการสังเคราะห์ ATP จาก ADP
ผลกระทบ
ผลลัพธ์โดยรวมของการเผาผลาญกลูโคสนั้นน่าประทับใจ สำหรับกลูโคสแต่ละโมเลกุลเซลล์ของคุณสามารถสร้าง ATP ได้ 38 โมเลกุล เนื่องจากใช้เวลา 30.5 กิโลจูลต่อโมลในการสังเคราะห์ ATP เซลล์ของคุณจึงเก็บพลังงานได้ 40% จากการทำลายกลูโคส ส่วนที่เหลืออีกร้อยละ 60 จะสูญเสียความร้อน ความร้อนนี้ช่วยรักษาอุณหภูมิร่างกายของคุณ ในขณะที่ร้อยละ 40 อาจฟังดูต่ำ แต่มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องจักรจำนวนมากที่ออกแบบโดยมนุษย์ ตัวอย่างเช่นแม้แต่รถยนต์ที่ดีที่สุดก็สามารถเปลี่ยนพลังงานที่เก็บไว้ในน้ำมันเบนซินเป็นพลังงานที่ขับเคลื่อนรถ