ATP | Клетъчно дишане при хората

ATP

Аденозин трифосфатът (АТФ) е енергийният носител на човешкото тяло. Цялата енергия, която възниква от клетъчното дишане, първоначално се съхранява временно под формата на АТФ. Тялото може да използва тази енергия само ако е на разположение под формата на АТФ молекула. ​​Когато енергията на АТФ молекулата се изразходва, АТФ се превръща в аденозин дифосфат (ADP), при което една фосфатна група на молекулата се отделя и енергията се освобождава. Клетъчното дишане или производството на енергия служи за целите на непрекъснатото регенериране на АТФ от така наречения ADP, така че тялото да може да го използва отново.

Уравнение на реакцията

Поради факта, че мастните киселини са с различна дължина и аминокиселините също имат много различна структура, не е възможно да се направи просто уравнение за тези две групи, за да се характеризира точно техният енергиен добив при клетъчно дишане. Това е така, защото всяка структурна промяна може да определи в коя стъпка от цитратния цикъл е включена аминокиселината. Разграждането на мастните киселини при така нареченото бета-окисление зависи от тяхната дължина.

Колкото по-дълго са мастните киселини, толкова повече енергия може да се спечели от тях. Тогава това все още варира между наситени и ненаситени мастни киселини, при което ненаситените доставят минимално по-малко енергия, ако имат същото количество. Поради вече споменатите причини едно уравнение може да бъде описано най-добре за демонтирането на глюкозата. В процеса една молекула глюкоза (C6H12O6) и 6 молекули кислород (O2) се комбинират, за да образуват 6 молекули въглероден диоксид (CO2) и 6 молекули вода (H2O):

• C6H12O6 + 6 O2 стават 6 CO2 + 6 H2O

Какво е гликолиза?

Гликолизата се отнася до разделянето на глюкоза, т.е. декстроза. Този метаболитен път протича както в човешките клетки, така и в други, например в дрождите по време на ферментацията. Мястото, където клетките извършват гликолиза, е клетъчната плазма.

Тук ензими присъстват, които ускоряват реакциите на гликолиза, както за директен синтез на АТФ, така и за осигуряване на субстратите за цитратния цикъл. Този процес генерира енергия под формата на две молекули АТФ и две молекули NADH + H +. Заедно с цитратния цикъл и дихателната верига, и двете разположени в митохондрията, гликолизата представлява пътя на разграждане от простата захарна глюкоза до универсалния енергиен носител АТФ.

Гликолизата се извършва в цитозола на всички животински и растителни клетки. Крайният продукт на гликолизата е пируват, който след това може да бъде въведен в цитратния цикъл чрез междинен етап. Като цяло, 2 ATP на молекула глюкоза се използват при гликолиза за провеждане на реакциите.

Получават се обаче 4 ATP, така че ефективно да се получи нетна печалба от 2 ATP молекули. Гликолизата отнема десет стъпки на реакция, докато захар с 6 въглеродни атома се превърне в две молекули на пируват, всеки от които е съставен от три въглеродни атома. В първите четири стъпки на реакцията захарта се превръща в фруктоза-1,6-бисфосфат с помощта на два фосфата и пренареждане.

Тази активирана захар сега се разделя на две молекули, всяка с по три въглеродни атома. По-нататъшните пренареждания и отстраняването на двете фосфатни групи накрая водят до два пирувата. Ако сега е наличен кислород (O2), пируват може допълнително да се метаболизира до ацетил-КоА и да се въведе в цитратния цикъл.

Като цяло, гликолизата с 2 молекули АТФ и 2 молекули NADH + H + има относително нисък енергиен добив. Въпреки това, той осигурява основата за по-нататъшното разграждане на захарта и следователно е от съществено значение за производството на АТФ в клетъчното дишане. На този етап е полезно да се разделят аеробна и анаеробна гликолиза.

Аеробната гликолиза води до описания по-горе пируват, който след това може да се използва за производство на енергия. Анаеробната гликолиза обаче, която протича при условия на недостиг на кислород, пируватът вече не може да се използва, тъй като цитратният цикъл изисква кислород. В хода на гликолизата се образува молекула за междинно съхранение NADH, която сама по себе си е богата на енергия и също би се вляла в рак цикъл при аеробни условия.

Изходната молекула NAD + обаче е необходима за поддържане на гликолизата. Следователно тялото „захапва“ тук „киселата ябълка“ и трансформира тази богата на енергия молекула обратно в първоначалната си форма. Пируват се използва за осъществяване на реакцията. В процеса пируватът се трансформира в т.нар лактат или наричана още млечна киселина.