ATP
Az adenozin-trifoszfát (ATP) az emberi test energiahordozója. A sejtlégzésből származó összes energiát kezdetben ideiglenesen ATP formájában tároljuk. A test csak akkor tudja felhasználni ezt az energiát, ha elérhető ATP-molekula formájában. Amikor az ATP-molekula energiáját elfogyasztják, az ATP-t átalakítják adenozin-difoszfáttá (ADP), ezáltal a molekula egy foszfátcsoportja elszakad és energia szabadul fel. A sejtlégzés vagy az energiatermelés azt a célt szolgálja, hogy az ATP folyamatosan regenerálódjon az úgynevezett ADP-ből, hogy a test újra felhasználhassa.
Reakcióegyenlet
Tekintettel arra, hogy a zsírsavak különböző hosszúságúak, és az aminosavak szerkezete is nagyon eltérő, nem lehet egyszerű egyenletet felállítani e két csoport számára, hogy pontosan meghatározzuk a sejtlégzés energiatermelését. Ugyanis minden szerkezeti változás meghatározhatja, hogy a citrátciklus melyik lépésében épül be az aminosav. A zsírsavak bomlása az úgynevezett béta-oxidációban hosszuktól függ.
Minél hosszabb a zsírsav, annál több energia nyerhető belőlük. Ez akkor is változik a telített és telítetlen zsírsavak között, ahol a telítetlenek minimálisan kevesebb energiát szolgáltatnak, ha azonos mennyiségűek. A már említett okokból egy egyenlet írható le a legjobban a glükóz lebontásához. A folyamat során egy glükózmolekulát (C6H12O6) és 6 oxigénmolekulát (O2) kombinálva 6 széndioxid-molekula (CO2) és 6 vízmolekula (H2O) képződik:
- A C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2 lesz
Mi a glikolízis?
A glikolízis a glükóz, azaz a dextróz felosztására utal. Ez a metabolikus út az emberi sejtekben, másokban is végbemegy, pl. Élesztőkben a fermentáció során. Az a hely, ahol a sejtek glikolízist végeznek, a sejtplazma.
Itt, enzimek jelen vannak, amelyek felgyorsítják a glikolízis reakcióit, mind az ATP közvetlen szintetizálása, mind pedig a citrát-ciklus szubsztrátjainak biztosítása érdekében. Ez a folyamat energiát generál két ATP-molekula és két NADH + H + molekula formájában. A citrátciklussal és a légzési lánccal együtt, amelyek mind a mitokondriumban helyezkednek el, a glikolízis az egyszerű cukorcukortól az univerzális energiahordozó ATP-ig terjedő lebomlási utat képviseli.
A glikolízis az összes állati és növényi sejt citoszoljában zajlik. A glikolízis végterméke piruvát, amelyet ezután egy köztes lépésen keresztül be lehet vezetni a citrátciklusba. Összesen 2 ATP-t használnak glükózmolekulánként a glikolízis során a reakciók végrehajtásához.
Ugyanakkor 4 ATP-t kapunk, így gyakorlatilag 2 ATP-molekula nettó nyeresége érhető el. A glikolízis tíz reakció lépést tart, amíg a 6 szénatomos cukor két molekulájává alakul piruvát, amelyek mindegyike három szénatomból áll. Az első négy reakciólépésben a cukrot átalakítjuk fruktóz-1,6-biszfoszfát két foszfát és átrendeződés segítségével.
Ez az aktivált cukor most két, három szénatomot tartalmazó molekulára oszlik. További átrendeződések és a két foszfátcsoport eltávolítása végül két piruvátot eredményez. Ha oxigén (O2) már elérhető, a piruvát tovább metabolizálódhat acetil-CoA-vá és bevezethető a citrát ciklusba.
Összességében a 2 ATP-molekula és 2 NADH + H + molekula glikolízise viszonylag alacsony energiahozammal rendelkezik. Ez azonban megalapozza a cukor további lebontását, ezért elengedhetetlen az ATP sejtlégzésben történő előállításához. Ezen a ponton hasznos az aerob és az anaerob glikolízist elkülöníteni.
Az aerob glikolízis a fent leírt piruváthoz vezet, amelyet aztán felhasználhatunk energiatermelésre. Az anaerob glikolízis azonban, amely oxigénhiányos körülmények között megy végbe, a piruvát már nem használható, mert a citrátciklus oxigént igényel. A glikolízis során létrejön a köztes tároló molekula, a NADH, amely önmagában is gazdag energiában, és a rák ciklus aerob körülmények között.
A glikolízis fenntartásához azonban a NAD + kiindulási molekula szükséges. Ezért a test „beleharap” a „savanyú almába” és átalakítja ezt az energiadús molekulát eredeti formájává. A reakció kivitelezéséhez piruvátot használnak. Ennek során a piruvát átalakul ún laktát vagy tejsavnak is nevezik.
