ATP | Bunkové dýchanie u ľudí

ATP

Adenozíntrifosfát (ATP) je nosič energie v ľudskom tele. Všetka energia, ktorá vzniká bunkovým dýchaním, sa spočiatku dočasne ukladá vo forme ATP. Telo môže túto energiu využiť, iba ak je k dispozícii vo forme molekuly ATP. Keď sa energia molekuly ATP spotrebuje, premení sa ATP na adenozíndifosfát (ADP), čím sa odštiepi jedna fosfátová skupina molekuly. a energia sa uvoľní. Dýchanie buniek alebo výroba energie slúžia na účel nepretržitej regenerácie ATP z takzvaného ADP, aby ho telo mohlo znova používať.

Reakčná rovnica

Vzhľadom na to, že mastné kyseliny majú rôznu dĺžku a aminokyseliny majú tiež veľmi odlišné štruktúry, nie je možné pre tieto dve skupiny zostaviť jednoduchú rovnicu na presnú charakteristiku ich energetického výťažku v bunkovom dýchaní. Je to tak preto, lebo každá štrukturálna zmena môže určiť, v ktorom kroku citrátového cyklu je aminokyselina začlenená. Štiepenie mastných kyselín v takzvanej beta-oxidácii závisí od ich dĺžky.

Čím dlhšie sú mastné kyseliny, tým viac energie z nich možno získať. To sa vtedy ešte líši medzi nasýtenými a nenasýtenými mastnými kyselinami, pričom tie nenasýtené dodávajú minimálne množstvo energie, ak majú rovnaké množstvo. Z dôvodov, ktoré už boli spomenuté, je možné najlepšie opísať rovnicu na odbúravanie glukózy. V tomto procese sa spojí jedna molekula glukózy (C6H12O6) a 6 molekúl kyslíka (O2) a vznikne 6 molekúl oxidu uhličitého (CO2) a 6 molekúl vody (H2O):

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

Čo je to glykolýza?

Glykolýza označuje štiepenie glukózy, tj dextrózy. Táto metabolická cesta prebieha v ľudských bunkách aj v iných, napr. V kvasinkách počas fermentácie. Miesto, kde bunky vykonávajú glykolýzu, je bunková plazma.

Tu, enzýmy sú prítomné, ktoré urýchľujú reakcie glykolýzy, a to jednak pre priamu syntézu ATP, jednak pre zabezpečenie substrátov pre citrátový cyklus. Tento proces generuje energiu vo forme dvoch molekúl ATP a dvoch molekúl NADH + H +. Spolu s citrátovým cyklom a dýchacím reťazcom, ktoré sa nachádzajú v mitochondriách, predstavuje glykolýza degradačnú cestu z jednoduchej glukózy na cukor na univerzálny nosič energie ATP.

Glykolýza prebieha v cytosóle všetkých živočíšnych a rastlinných buniek. Konečným produktom glykolýzy je pyruvát, ktoré sa potom môžu vložiť do citrátového cyklu prostredníctvom medzikroku. Na uskutočnenie reakcií sa pri glykolýze používajú celkovo 2 ATP na molekulu glukózy.

Získajú sa však 4 ATP, takže je skutočne k dispozícii čistý zisk z 2 molekúl ATP. Glykolýza trvá desať reakčných krokov, kým sa cukor so 6 atómami uhlíka nezmení na dve molekuly pyruvát, z ktorých každý je zložený z troch atómov uhlíka. V prvých štyroch reakčných krokoch sa cukor premení na fruktóza-1,6-bisfosfát pomocou dvoch fosfátov a preusporiadania.

Tento aktivovaný cukor je teraz rozdelený na dve molekuly, z ktorých každá má tri atómy uhlíka. Ďalšie prešmyky a odstránenie dvoch fosfátových skupín nakoniec vedú k dvom pyruvátom. Ak je teraz k dispozícii kyslík (O2), hodnota pyruvát môžu byť ďalej metabolizované na acetyl-CoA a zavedené do citrátového cyklu.

Celkovo má glykolýza s 2 molekulami ATP a 2 molekulami NADH + H + relatívne nízky energetický výnos. Poskytuje však základ pre ďalší rozklad cukru, a je preto nevyhnutný pre produkciu ATP v bunkovom dýchaní. V tomto okamihu je užitočné oddeliť aeróbnu a anaeróbnu glykolýzu.

Aeróbna glykolýza vedie k vyššie opísanému pyruvátu, ktorý sa potom môže použiť na výrobu energie. Anaeróbna glykolýza, ktorá sa uskutočňuje za podmienok nedostatku kyslíka, sa však pyruvát už nemôže používať, pretože citrátový cyklus vyžaduje kyslík. V priebehu glykolýzy vzniká medziproduktová zásobná molekula NADH, ktorá je sama o sebe bohatá na energiu a tiež by prúdila do rakovina na bicykli za aeróbnych podmienok.

Avšak východisková molekula NAD + je nevyhnutná na udržanie glykolýzy. Telo sa tu preto „hryzie“ do „kyslého jablka“ a transformuje túto energeticky bohatú molekulu späť do svojej pôvodnej formy. Na uskutočnenie reakcie sa používa pyruvát. V procese sa pyruvát transformuje na tzv laktát alebo tiež nazývaná kyselina mliečna.