ATP | Buněčné dýchání u lidí

ATP

Adenosintrifosfát (ATP) je nosičem energie v lidském těle. Veškerá energie, která pochází z buněčného dýchání, je zpočátku dočasně uložena ve formě ATP. Tělo může tuto energii použít, pouze pokud je k dispozici ve formě molekuly ATP. Když se energie molekuly ATP spotřebuje, přemění se ATP na adenosindifosfát (ADP), čímž se odštěpí jedna fosfátová skupina molekuly a energie se uvolní. Dýchání buněk nebo výroba energie slouží k nepřetržité regeneraci ATP z takzvaného ADP, aby jej tělo mohlo znovu použít.

Reakční rovnice

Vzhledem k tomu, že mastné kyseliny mají různou délku a aminokyseliny mají také velmi odlišné struktury, není možné pro tyto dvě skupiny vytvořit jednoduchou rovnici, která by přesně charakterizovala jejich energetický výtěžek v buněčném dýchání. Je to proto, že každá strukturální změna může určit, ve kterém kroku citrátového cyklu je aminokyselina začleněna. Rozpad mastných kyselin v takzvané beta-oxidaci závisí na jejich délce.

Čím delší jsou mastné kyseliny, tím více energie z nich lze získat. To se tedy stále liší mezi nasycenými a nenasycenými mastnými kyselinami, přičemž ty nenasycené dodávají minimálně méně energie, pokud mají stejné množství. Z již zmíněných důvodů lze nejlépe popsat rovnici pro demontáž glukózy. V procesu se spojí jedna molekula glukózy (C6H12O6) a 6 molekul kyslíku (O2) za vzniku 6 molekul oxidu uhličitého (CO2) a 6 molekul vody (H2O):

• C6H12O6 + 6 O2 se stane 6 CO2 + 6 H2O

Co je glykolýza?

Glykolýza označuje štěpení glukózy, tj. Dextrózy. Tato metabolická cesta probíhá v lidských buňkách i v jiných, např. V kvasinkách během fermentace. Místem, kde buňky provádějí glykolýzu, je buněčná plazma.

Zde, enzymy jsou přítomny, které urychlují reakce glykolýzy, a to jak pro přímou syntézu ATP, tak pro poskytnutí substrátů pro citrátový cyklus. Tento proces generuje energii ve formě dvou molekul ATP a dvou molekul NADH + H +. Spolu s citrátovým cyklem a dýchacím řetězcem, které jsou oba umístěny v mitochondriích, představuje glykolýza degradační cestu od jednoduché glukózy k cukru na univerzální nosič energie ATP.

Glykolýza probíhá v cytosolu všech živočišných a rostlinných buněk. Konečným produktem glykolýzy je pyruvát, které pak mohou být zavedeny do citrátového cyklu prostřednictvím mezikroku. K provádění reakcí se při glykolýze používají celkem 2 ATP na molekulu glukózy.

Získají se však 4 ATP, takže je účinně k dispozici čistý zisk 2 molekul ATP. Glykolýza trvá deset reakčních kroků, dokud se cukr se 6 atomy uhlíku nezmění na dvě molekuly pyruvát, z nichž každý je složen ze tří atomů uhlíku. V prvních čtyřech reakčních krocích se cukr přemění na fruktóza-1,6-bisfosfát pomocí dvou fosfátů a přesmyku.

Tento aktivovaný cukr je nyní rozdělen na dvě molekuly, každá se třemi atomy uhlíku. Další přesmyky a odstranění dvou fosfátových skupin nakonec vedou ke dvěma pyruvátům. Pokud je nyní k dispozici kyslík (O2), pyruvát mohou být dále metabolizovány na acetyl-CoA a zavedeny do citrátového cyklu.

Celkově má ​​glykolýza se 2 molekulami ATP a 2 molekulami NADH + H + relativně nízký energetický výtěžek. Poskytuje však základ pro další štěpení cukru, a je proto nezbytný pro produkci ATP v buněčném dýchání. V tomto okamžiku je užitečné oddělit aerobní a anaerobní glykolýzu.

Aerobní glykolýza vede k výše popsanému pyruvátu, který lze poté použít k výrobě energie. Anaerobní glykolýza, která probíhá za podmínek nedostatku kyslíku, však již nelze pyruvát použít, protože citrátový cyklus vyžaduje kyslík. V průběhu glykolýzy vzniká mezilehlá zásobní molekula NADH, která je sama o sobě bohatá na energii a také by proudila do rakovina cyklus za aerobních podmínek.

Výchozí molekula NAD + je však nezbytná pro udržení glykolýzy. Tělo se zde proto „kousne“ do „kyselého jablka“ a transformuje tuto energeticky bohatou molekulu zpět do původní podoby. K provedení reakce se používá pyruvát. V procesu se pyruvát transformuje na tzv laktát nebo také nazývaná kyselina mléčná.