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Le cellule del tuo corpo possono rompersi o metabolizzare il glucosio per produrre l'energia di cui hanno bisogno. Invece di limitarsi a rilasciare questa energia sotto forma di calore, tuttavia, le cellule immagazzinano questa energia sotto forma di adenosina trifosfato o ATP; L'ATP funge da tipo di valuta energetica disponibile in una forma conveniente per soddisfare le esigenze delle cellule.
Equazione chimica globale
Poiché la scomposizione del glucosio è una reazione chimica, può essere descritta usando la seguente equazione chimica: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, dove vengono rilasciati 2870 chilojoule di energia per ogni mole di glucosio metabolizzata. Sebbene questa equazione descriva l'intero processo, la sua semplicità è ingannevole, perché nasconde tutti i dettagli di ciò che sta realmente accadendo. Il glucosio non viene metabolizzato in un solo passaggio. Invece, la cellula scompone il glucosio in una serie di piccoli passi, ognuno dei quali rilascia energia. Le equazioni chimiche per questi appaiono sotto.
La glicolisi
Il primo passo nel metabolismo del glucosio è la glicolisi, un processo in dieci fasi in cui una molecola di glucosio viene lisata o suddivisa in due zuccheri a tre atomi di carbonio che vengono poi modificati chimicamente per formare due molecole di piruvato. L'equazione netta per la glicolisi è la seguente: C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD + -> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH, dove C6H12O6 è glucosio, i è un gruppo fosfato, NAD + e NADH sono accettatori / portatori di elettroni e ADP è l'adenosina difosfato. Ancora una volta, mentre questa equazione fornisce il quadro generale, nasconde anche molti dettagli sporchi; poiché la glicolisi è un processo in dieci fasi, ciascuna fase potrebbe essere descritta usando un'equazione chimica separata.
Ciclo dell'acido citrico
Il prossimo passo nel metabolismo del glucosio è il ciclo dell'acido citrico (chiamato anche ciclo di Krebs o ciclo dell'acido tricarbossilico). Ognuna delle due molecole di piruvato formate dalla glicolisi vengono convertite in un composto chiamato acetil CoA; attraverso un processo in 8 fasi, queste L'equazione chimica netta per il ciclo dell'acido citrico può essere scritta come segue: acetil CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Una descrizione più completa di tutti i passaggi coinvolti va oltre lo scopo di questo articolo; sostanzialmente, tuttavia, il ciclo dell'acido citrico dona elettroni a due molecole portatrici di elettroni, NADH e FADH2, che possono quindi donare questi elettroni a un altro processo. Produce anche una molecola chiamata GTP che ha funzioni simili all'ATP nella cellula.
Fosforilazione ossidativa
Nell'ultimo importante passo nel metabolismo del glucosio, le molecole portatrici di elettroni del ciclo dell'acido citrico (NADH e FADH2) donano i loro elettroni alla catena di trasporto degli elettroni, una catena di proteine incorporate nella membrana dei mitocondri nelle cellule. I mitocondri sono strutture importanti che svolgono un ruolo chiave nel metabolismo del glucosio e nella generazione di energia. La catena di trasporto degli elettroni alimenta un processo che guida la sintesi di ATP dall'ADP.
effetti
I risultati complessivi del metabolismo del glucosio sono impressionanti; per ogni molecola di glucosio, la tua cellula può produrre 38 molecole di ATP. Dal momento che per sintetizzare l'ATP sono necessari 30,5 chilojoule per mole, la tua cellula immagazzina con successo il 40 percento dell'energia rilasciata abbattendo il glucosio. Il restante 60 percento viene perso come calore; questo calore aiuta a mantenere la temperatura corporea. Mentre il 40 percento può sembrare una cifra bassa, è considerevolmente più efficiente di molte macchine progettate dall'uomo. Anche le migliori auto, per esempio, possono convertire solo un quarto dell'energia immagazzinata nella benzina in energia che fa muovere la macchina.