ATP
Adenozīna trifosfāts (ATP) ir cilvēka ķermeņa enerģijas nesējs. Visa enerģija, kas rodas no šūnu elpošanas, sākotnēji uz laiku tiek uzkrāta ATP formā. Ķermenis var izmantot šo enerģiju tikai tad, ja tā ir pieejama ATP molekulas formā. Kad tiek patērēta ATP molekulas enerģija, ATP tiek pārveidots par adenozīna difosfātu (ADP), tādējādi sadalot vienu molekulas fosfāta grupu un enerģija tiek atbrīvota. Šūnu elpošana vai enerģijas ražošana kalpo mērķim nepārtraukti atjaunot ATP no tā sauktā ADP, lai organisms to varētu atkal izmantot.
Reakcijas vienādojums
Sakarā ar to, ka taukskābes ir dažāda garuma un aminoskābēm ir arī ļoti atšķirīga struktūra, šīm divām grupām nav iespējams izveidot vienkāršu vienādojumu, lai precīzi raksturotu to enerģijas ražu šūnu elpošanā. Tas ir tāpēc, ka ar visām strukturālām izmaiņām var noteikt, kurā citrāta cikla posmā aminoskābe tiek iekļauta. Taukskābju sadalījums tā sauktajā beta-oksidācijā ir atkarīgs no to ilguma.
Jo ilgāk taukskābes, jo vairāk no tām var iegūt enerģiju. Tad tas joprojām mainās starp piesātinātajām un nepiesātinātajām taukskābēm, pie kam nepiesātinātās skābes piegādā minimāli mazāk enerģijas, ja tām ir vienāds daudzums. Jau minēto iemeslu dēļ glikozes atdalīšanai vislabāk var aprakstīt vienādojumu. Šajā procesā viena glikozes molekula (C6H12O6) un 6 skābekļa molekulas (O2) tiek apvienotas, veidojot 6 oglekļa dioksīda molekulas (CO2) un 6 ūdens molekulas (H2O):
- C6H12O6 + 6 O2 kļūst par 6 CO2 + 6 H2O
Kas ir glikolīze?
Glikolīze attiecas uz glikozes, ti, dekstrozes, sadalīšanu. Šis metabolisma ceļš notiek gan cilvēka šūnās, gan citās, piemēram, raugos fermentācijas laikā. Vieta, kur šūnas veic glikolīzi, ir šūnu plazma.
Lūk, fermenti ir klāt, kas paātrina glikolīzes reakcijas, gan tieši sintezējot ATP, gan nodrošinot substrātus citrātu ciklam. Šis process rada enerģiju divu ATP molekulu un divu NADH + H + molekulu veidā. Kopā ar citrātu ciklu un elpošanas ķēdi, kas abas atrodas mitohondrijā, glikolīze atspoguļo noārdīšanās ceļu no vienkāršā cukura glikozes līdz universālajam enerģijas nesējam ATP.
Glikolīze notiek visu dzīvnieku un augu šūnu citosolā. Glikolīzes galaprodukts ir piruvāts, kuru pēc tam ar starpposma palīdzību var ievadīt citrāta ciklā. Kopumā reakciju veikšanai glikolīzē izmanto 2 ATP uz vienu glikozes molekulu.
Tomēr tiek iegūti 4 ATP, tāpēc faktiski ir pieejams 2 ATP molekulu tīrais pieaugums. Glikolīzei nepieciešami desmit reakcijas soļi, līdz cukurs ar 6 oglekļa atomiem pārvēršas par divām molekulām piruvāts, no kuriem katrs sastāv no trim oglekļa atomiem. Pirmajos četros reakcijas posmos cukurs tiek pārveidots par fruktoze-1,6-bifosfāts ar divu fosfātu un pārkārtošanas palīdzību.
Šis aktivētais cukurs tagad ir sadalīts divās molekulās ar trim oglekļa atomiem. Turpmāki pārkārtojumi un divu fosfātu grupu atdalīšana beidzot rada divus piruvātus. Ja skābeklis (O2) tagad ir pieejams, tad piruvāts var tālāk metabolizēt par acetil-CoA un ievadīt citrātu ciklā.
Kopumā glikolīzei ar 2 ATP molekulām un 2 NADH + H + molekulām ir salīdzinoši zema enerģijas raža. Tomēr tas ir pamats turpmākam cukura sadalījumam, un tāpēc tas ir būtisks ATP ražošanai šūnu elpošanā. Šajā brīdī ir lietderīgi nošķirt aerobo un anaerobo glikolīzi.
Aerobā glikolīze noved pie iepriekš aprakstītā piruvāta, kuru pēc tam var izmantot enerģijas ražošanai. Anaerobā glikolīze, kas notiek skābekļa deficīta apstākļos, piruvātu vairs nevar izmantot, jo citrāta ciklam nepieciešams skābeklis. Glikolīzes laikā tiek izveidota starpkrātuves molekula NADH, kas pati par sevi ir bagāta ar enerģiju un arī ieplūstu vēzis ciklu aerobos apstākļos.
Tomēr sākuma molekula NAD + ir nepieciešama, lai uzturētu glikolīzi. Tāpēc ķermenis šeit “iekož” “skābajā ābolā” un pārveido šo enerģiju bagāto molekulu sākotnējā formā. Reakcijas veikšanai izmanto piruvātu. Šajā procesā piruvāts tiek pārveidots par tā saukto laktāts vai arī sauc par pienskābi.
