الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات adenosine
triphosphate (ATP). عملية هدم الجلوكوز glucose catabolism هي متشابهة جدا في جميع الكائنات الحية، مما يجعل هذا "التشابك الأيضي metabolic interlock"
ميزة واحدة توحد جميع أشكال الحياة.
يحتوي مول mole من الجلوكوز (180 غرام) على حوالي 686.000 سعرة حرارية calories من الطاقة (المول: الوزن الجزيئي للمادة معبر عنه بالغرام، السعرات الحرارية: وحدات الطاقة المحددة في كمية الحرارة
المطلوبة لرفع غرام واحد من الماء 1 درجة مئوية). يمكن اثبات هذه الحقيقة في
المختبر عن طريق إشعال النار في مول من الجلوكوز وقياس الطاقة
المطلقة. في الخلية، مع ذلك، لا تطلق كل الطاقة من الجلوكوز، ولا يمكن أن تحصر الخلية كل الطاقة المطلقة. تشكل العملية حوالي 40٪ من نقل طاقة الجلوكوز إلى طاقة ATP، أي
من طاقة كيميائية chemical energy إلى طاقة خلوية cellular energy.
تقريبا جميع الخلايا تصنع ATP عن طريق حصاد الطاقة من المسارات الأيضية المطلقة للطاقة exergonic
metabolic pathways، مثل التحلل المائي hydrolysis للجزيئات الغذائية. تسمى هذه العملية التنفس الخلوي cellular
respiration. إذا إستهلكت
الخلايا الأكسجين oxygen في صنع ATP، تسمى العملية التنفس الهوائي aerobic respiration. في حالات أخرى، يمكن أن تصنع خلايا كميات كبيرة مساوية تقريبا من ATP دون استخدام الأكسجين، وفي هذه الحالة يطلق عليه التنفس اللاهوائي anaerobic respiration. في هذه الحالات، جزيء غير عضوي inorganic molecule آخر سيحل محل الأكسجين.
شكل من "الأيض اللاهوائي anaerobic metabolism"
هو التخمر fermentation.
هدم الجلوكوز أو جزيء آخر لا يحدث في تفاعل كيميائي chemical
reaction واحد، ولا تشكل جزيئات ATP دفعة واحدة. بالأحرى، تستخلص الطاقة في الجلوكوز وتنقل ببطء إلى ATP عبر المسارات الأيضية metabolic pathways. يبدأ هدم الجلوكوز بتحول القليل من الطاقة إلى ATP، والذي يبني إلى نقطة حيث يتم تحويل كميات كبيرة من الطاقة إلى ATP، ويستنفذ جزيء الجلوكوز الأصلي من طاقته الإنتاجية.
تمثل عملية التنفس الهوائي كما تحدث في الهوائيات الإجبارية obligate aerobes في الشكل الملخص التالي:
C6H12O6 + 6O2
+ 38 ADP + 38 P → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
الأحداث الملخصة في التفاعلات الشاملة تقسم بشكل ملائم إلى ثلاثة مراحل: تحلل السكر glycolysis، دورة حمض الستريك citric acid cycle، والفسفرة التأكسدية oxidative phosphorylation.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق