Le cellule del tuo corpo possono degradarsi o metabolizzare il glucosio per produrre l'energia di cui hanno bisogno. Invece di rilasciare semplicemente questa energia come calore, tuttavia, le cellule immagazzinano questa energia sotto forma di adenosina trifosfato o ATP; L'ATP agisce come una specie di valuta energetica disponibile in una forma conveniente per soddisfare i bisogni della cellula.

Equazione chimica generale

Poiché la rottura del glucosio è una reazione chimica, può essere descritta usando la seguente equazione chimica: C6H12O6 + 6 O2 - > 6 CO2 + 6 H2O, in cui vengono rilasciati 2870 kilojoule di energia per ogni mole di glucosio che viene metabolizzata. Sebbene questa equazione descriva il processo generale, la sua semplicità è ingannevole, perché nasconde tutti i dettagli di ciò che sta realmente accadendo. Il glucosio non viene metabolizzato in un unico passaggio. Invece, la cellula rompe il glucosio in una serie di piccoli passi, ognuno dei quali rilascia energia. Le equazioni chimiche per queste appaiono sotto.

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 di rete per la glicolisi è la seguente: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + - > 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH, dove C6H12O6 è glucosio, [P] i è un gruppo fosfato, NAD + e NADH sono accettori di elettroni /portatori e ADP è adenosina difosfato. Di nuovo, mentre questa equazione dà il quadro generale, nasconde anche molti dettagli sporchi; poiché la glicolisi è un processo in dieci fasi, ciascuna fase può essere descritta usando un'equazione chimica separata.

Ciclo acido citrico

Il prossimo passo nel metabolismo del glucosio è il ciclo dell'acido citrico (chiamato anche Krebs ciclo o il ciclo dell'acido tricarbossilico). Ciascuna delle due molecole di piruvato formato dalla glicolisi viene convertita in un composto chiamato acetil CoA; attraverso un processo in 8 fasi, queste equazioni chimiche nette per il ciclo dell'acido citrico possono essere scritte come segue: acetil CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] 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; fondamentalmente, 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 passaggio nel metabolismo del glucosio, le molecole del vettore di elettroni dal 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 da 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 servono 30,5 kilojoule per mole per sintetizzare l'ATP, la tua cellula memorizza con successo il 40 percento dell'energia liberata dalla scomposizione del glucosio. Il restante 60 percento viene perso sotto forma di 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, ad esempio, possono convertire solo un quarto dell'energia immagazzinata nella benzina in energia che muove la macchina.