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신체의 세포는 포도당을 분해하거나 대사하여 필요한 에너지를 생성 할 수 있습니다. 그러나이 에너지를 단순히 열로 방출하기보다는 세포가이 에너지를 아데노신 트리 포스페이트 또는 ATP 형태로 저장합니다. ATP는 세포 요구를 충족시키기 위해 편리한 형태로 제공되는 일종의 에너지 통화의 역할을합니다.
전체 화학 방정식
포도당의 분해는 화학 반응이므로 다음 화학 방정식을 사용하여 설명 할 수 있습니다. C6H12O6 + 6 O2-> 6 CO2 + 6 H2O. 여기에서 대사되는 포도당 1 몰당 2870 킬로 줄의 에너지가 방출됩니다. 이 방정식은 전체 프로세스를 설명하지만, 실제로 발생하는 모든 세부 사항을 숨기므로 단순성이 기만적입니다. 포도당은 단일 단계에서 대사되지 않습니다. 대신, 세포는 일련의 작은 단계로 포도당을 분해하며, 각 단계는 에너지를 방출합니다. 이에 대한 화학 방정식은 다음과 같습니다.
당분 해
포도당 대사의 첫 번째 단계는 포도당 분자가 포도당 분자가 용해되거나 두 개의 3 개의 탄소 당으로 분리 된 후 화학적으로 변형되어 2 개의 피루 베이트 분자를 형성하는 10 단계 과정 인 당분 해이다. 해당 분해에 대한 순 방정식은 다음과 같습니다 : C6H12O6 + 2 ADP + 2 i + 2 NAD +-> 2 피루 베이트 + 2 ATP + 2 NADH ADP는 아데노신 디 포스페이트이다. 다시 말하지만,이 방정식은 전체적인 그림을 제공하지만 더러운 세부 사항도 많이 숨 깁니다. 해당 과정은 10 단계 과정이므로 각 단계는 별도의 화학 방정식을 사용하여 설명 할 수 있습니다.
구연산주기
포도당 대사의 다음 단계는 시트르산주기 (크렙스주기 또는 트리 카르 복실 산주기라고도 함)입니다. 해당 분해에 의해 형성된 피루 베이트의 두 분자 각각은 아세틸 CoA라는 화합물로 전환된다; 8 단계 공정을 통해 구연산 사이클에 대한 순 화학 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 아세틸 CoA + 3 NAD + + Q + GDP + i + 2 H2O-> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. 관련된 모든 단계에 대한 자세한 설명은이 기사의 범위를 벗어납니다. 그러나, 기본적으로, 시트르산 사이클은 전자를 2 개의 전자 캐리어 분자, NADH 및 FADH2에 기증하고,이 전자를 다른 공정에 기증 할 수있다. 또한 세포 내 ATP와 유사한 기능을 갖는 GTP라는 분자를 생성합니다.
산화 인산화
포도당 대사의 마지막 주요 단계에서, 시트르산주기 (NADH 및 FADH2)로부터의 전자 운반체 분자는 세포에서 미토콘드리아 막에 매립 된 단백질의 사슬 인 전자 수송 사슬에 전자를 제공합니다. 미토콘드리아는 포도당 대사와 에너지 생성에 중요한 역할을하는 중요한 구조입니다. 전자 수송 체인은 ADP로부터 ATP의 합성을 구동하는 프로세스를 강화합니다.
효과
포도당 대사의 전반적인 결과는 인상적입니다. 각 포도당 분자에 대해 세포는 38 분자의 ATP를 만들 수 있습니다. ATP를 합성하는 데 몰당 30.5 킬로 줄이 필요하기 때문에 세포는 포도당을 분해하여 방출 된 에너지의 40 %를 성공적으로 저장합니다. 나머지 60 %는 열로 손실됩니다. 이 열은 체온을 유지하는 데 도움이됩니다. 40 %는 낮은 수치로 들릴 수 있지만 사람이 설계 한 많은 기계보다 훨씬 더 효율적입니다. 예를 들어 최고의 자동차조차도 가솔린에 저장된 에너지의 1/4 만 자동차를 움직이는 에너지로 변환 할 수 있습니다.