ATP
Adenosiintrifosfaat (ATP) on inimkeha energiakandja. Kogu rakuhingamisest tulenev energia salvestatakse esialgu ajutiselt ATP kujul. Keha saab seda energiat kasutada ainult siis, kui see on saadaval ATP molekuli kujul. Kui ATP molekuli energiat tarbitakse, muundatakse ATP adenosiindifosfaadiks (ADP), kusjuures molekuli üks fosfaatrühm eraldatakse ja energia vabaneb. Rakkude hingamine või energia tootmine täidab ATP pidevat taastamist nn ADP-st, et keha saaks seda uuesti kasutada.
Reaktsiooni võrrand
Tulenevalt asjaolust, et rasvhapped on erineva pikkusega ja aminohapetel on ka väga erinev struktuur, pole nende kahe rühma jaoks võimalik koostada lihtsat võrrandit, et täpselt kirjeldada nende energia saagist rakuhingamisel. Seda seetõttu, et iga struktuurimuutus võib määrata, millisesse tsitraattsükli etappi aminohape lisatakse. Rasvhapete lagunemine nn beetaoksüdatsioonis sõltub nende pikkusest.
Mida pikemad on rasvhapped, seda rohkem saab neist energiat. See varieerub siis küllastunud ja küllastumata rasvhapete vahel, kusjuures küllastumata rasvhapped annavad minimaalselt vähem energiat, kui neid on sama kogus. Juba mainitud põhjustel saab glükoosi lagundamiseks kõige paremini kirjeldada võrrandit. Selle käigus ühendatakse üks glükoosimolekul (C6H12O6) ja 6 hapnikumolekuli (O2), moodustades 6 süsinikdioksiidi molekuli (CO2) ja 6 veemolekuli (H2O):
- C6H12O6 + 6 saab 2 CO6 + 2 H6
Mis on glükolüüs?
Glükolüüs viitab glükoosi, st dekstroosi jagunemisele. See metaboolne rada toimub nii inimese rakkudes kui ka teistes, nt pärmides käärimise ajal. Rakkude glükolüüsi tegemise koht on rakuplasma.
Siin ensüümide on olemas, mis kiirendavad glükolüüsi reaktsioone, nii ATP otseseks sünteesiks kui ka tsitraaditsükli substraatide pakkumiseks. See protsess genereerib energiat kahe ATP molekuli ja kahe NADH + H + molekuli kujul. Koos tsitraaditsükli ja hingamisahelaga, mis mõlemad asuvad mitokondrionis, esindab glükolüüs lagunemisteed lihtsast suhkru glükoosist universaalse energiakandja ATP-ni.
Glükolüüs toimub kõigi looma- ja taimerakkude tsütosoolis. Glükolüüsi lõppsaadus on püruvaat, mida saab seejärel vaheetapi kaudu viia tsitraaditsüklisse. Kokku kasutatakse reaktsioonide läbiviimiseks glükolüüsis 2 ATP glükoosi molekuli kohta.
Siiski saadakse 4 ATP, nii et tegelikult on saadaval 2 ATP molekuli puhaskasum. Glükolüüs võtab kümme reaktsioonietappi, kuni 6 süsinikuaatomiga suhkur muutub kaheks püruvaat, millest igaüks koosneb kolmest süsinikuaatomist. Esimeses neljas reaktsioonietapis muundatakse suhkur fruktoos-1,6-bisfosfaat kahe fosfaadi ja ümberkorralduse abil.
See aktiveeritud suhkur on nüüd jagatud kaheks molekuliks, millel kõigil on kolm süsinikuaatomit. Edasised ümberkorraldused ja kahe fosfaatrühma eemaldamine annavad lõpuks kaks püruvaati. Kui hapnik (O2) on nüüd saadaval, siis püruvaat võib edasi metaboliseerida atsetüül-CoA-ks ja viia tsitraaditsüklisse.
Üldiselt on glükolüüsil 2 ATP molekuli ja 2 NADH + H + molekuliga suhteliselt madal energiatoodang. Kuid see annab aluse suhkru edasiseks lagundamiseks ja on seetõttu hädavajalik rakuhingamisel ATP tootmiseks. Siinkohal on kasulik eraldada aeroobne ja anaeroobne glükolüüs.
Aeroobne glükolüüs viib ülalkirjeldatud püruvaadini, mida saab seejärel kasutada energia tootmiseks. Anaeroobne glükolüüs, mis toimub aga hapnikuvaeguse tingimustes, ei saa püruvaati enam kasutada, kuna tsitraaditsükkel nõuab hapnikku. Glükolüüsi käigus moodustub vahepealne molekul NADH, mis iseenesest on energiarikas ja voolaks ka vähk tsükkel aeroobsetes tingimustes.
Kuid glükolüüsi säilitamiseks on vajalik lähtemolekul NAD +. Seetõttu keha "hammustab" siin "hapuks õunaks" ja muudab selle energiarikka molekuli algsel kujul tagasi. Reaktsiooni läbiviimiseks kasutatakse püruvaati. Selle käigus muundatakse püruvaat nn laktaat või nimetatakse seda ka piimhappeks.
Kõik selle sarja artiklid:
