สี่ขั้นตอนของการสลายกลูโคสที่สมบูรณ์คืออะไร

เนื้อหา

• glycolysis
• ปฏิกิริยาการเตรียมการ
• วงจรกรดซิตริก
• ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน
• ผลิตภัณฑ์ใดของการสลายกลูโคสที่มีพลังงานมากที่สุด

กลูโคสเป็นน้ำตาลหกคาร์บอนที่สามารถถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายโดยตรง แต่มักเป็นผลพลอยได้จากคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนโปรตีนหรือเมแทบอลิซึมของไขมัน กลูโคสสามารถใช้ในการสังเคราะห์ไกลโคเจนและเชื้อเพลิงจัดเก็บอื่น ๆ หรือสลายลงไปเพื่อให้พลังงานสำหรับกระบวนการเผาผลาญอาหารซึ่งเป็นชุดของปฏิกิริยาที่เรียกว่าการหายใจของเซลล์โดยรวม ขั้นตอนของการสลายกลูโคสสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนที่แตกต่างกัน

glycolysis

การสลายกลูโคสเริ่มแรกเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ นี่เป็นปฏิกิริยาที่ไม่ใช้ออกซิเจนของการหายใจของเซลล์ซึ่งหมายความว่ามันไม่ต้องการออกซิเจน ที่นี่ในชุดของปฏิกิริยาแปดตัวแต่ละโมเลกุลโมเลกุลกลูโคสหกคาร์บอนจะถูกเผาผลาญโดยใช้โมเลกุล adenosine triphosphate (ATP) สองโมเลกุลเพื่อสร้างโมเลกุลไพรูเวทสองสามคาร์บอนสอง H₂โมเลกุล O (น้ำ) และโมเลกุล ATP สี่โมเลกุลสำหรับกำไรสุทธิของโมเลกุล ATP สองโมเลกุล ATP เป็นแหล่งพลังงานหลักในการเผาผลาญของมนุษย์

ปฏิกิริยาการเตรียมการ

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในเมทริกซ์หรือภายในของไมโตคอนเดรียของเซลล์ ที่นี่โมเลกุลไพรูเวตสองตัวจาก glycolysis จะรวมกับโมเลกุลโคเอ็นไซม์ A (CoA) สองโมเลกุลเพื่อสร้างโมเลกุลอะเซทิล - โคอาสองโมเลกุลและคาร์บอนไดออกไซด์ (CO)₂) โมเลกุล ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวและเช่น glycolysis เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน

วงจรกรดซิตริก

หรือที่เรียกว่าวงจร tricarboxylic acid (TCA) หรือวงจร Krebs ปฏิกิริยาแบบไม่ใช้ออกซิเจนเช่นชุดเตรียมปฏิกิริยาเกิดขึ้นในเมทริกซ์ไมโตคอนเดรีย ที่นี่โมเลกุล acetyl-CoA สองตัวจากปฏิกิริยาการเตรียมการรวมกับส่วนประกอบฟอสเฟตและนิวคลีโอไทด์จำนวนหนึ่งเพื่อให้ ATP สองตัว CO2 สี่ตัวและนิวคลีโอไทด์ตัวกลางจำนวนหนึ่ง ตัวกลางเหล่านี้มีความสำคัญต่อการหายใจแบบใช้ออกซิเจนที่เกิดขึ้นในขั้นตอนต่อไปของการสลายกลูโคส

ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

ในขั้นตอนนี้ซึ่งเกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรียในที่สุดออกซิเจนก็เข้าสู่ภาพ ผู้ขนส่งในโครงการนี้คือโมเลกุลของ NAD และ FAD ซึ่งเป็นตัวกลางตัวกลางที่กล่าวถึงข้างต้น เมื่อมีโมเลกุลออกซิเจนหกโมเลกุลโปรตอนจะถูกส่งผ่านจาก NAD และ FAD ไปยังโมเลกุล NAD และ FAD อื่น ๆ ที่อยู่ในสายโซ่ทำให้ ATP สามารถสกัดได้ที่จุดต่าง ๆ ผลลัพธ์สุทธิคือได้รับ 34 ATP โมเลกุล

โปรดทราบว่าหลังจากขั้นตอนนี้ปฏิกิริยาทางเคมีโดยรวมของ glycolysis จะสมบูรณ์:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

ผลิตภัณฑ์ใดของการสลายกลูโคสที่มีพลังงานมากที่สุด

เห็นได้ชัดว่าด้วย ATP สองตัวจาก glycolysis สองจากวงจรกรดซิตริกและ 34 จากห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนต่อโมเลกุลกลูโคสโซ่ขนส่งอิเล็กตรอนนั้นผลิตพลังงานได้มากที่สุด นี่คือสาเหตุที่มนุษย์ไม่สามารถถูกตัดขาดจากออกซิเจนเป็นเวลานานและทำไมการออกกำลังกายที่มีความเข้มสูง (แอนแอโรบิก) ไม่สามารถรักษาไว้ได้นานกว่าสองสามนาที: หน้าที่ทางสรีรวิทยาส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการใช้ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน