Was ist die vollständige Oxidation eines Glucosemoleküls?
Oxidation ist ein chemischer Prozess, der, lose definiert, die Entfernung von Elektronen aus bestimmten Bereichen eines Moleküls beinhaltet. Bei biochemischen Prozessen führt die Oxidation im Allgemeinen zur Freisetzung von Energie. Wenn Sie also Glukose zur Energiegewinnung "verbrennen", oxidieren Ihre Zellen tatsächlich das Glucosemolekül, um die Produkte Kohlendioxid und Wasser herzustellen.
Eine Frau atmet im Freien tief ein. (Bild: kaspiic / iStock / Getty Images)Glucose
Das Glucosemolekül enthält in seinen Bindungen gespeicherte Energie, genau wie andere Nährstoffmoleküle, darunter Stärke, Proteine und Fette. Wenn Sie glucosehaltige Lebensmittel zu sich nehmen, verdauen Sie die Nahrung und nehmen die Glukose in Ihren Blutkreislauf auf. Von dort nehmen die Zellen die Glukose auf und speichern sie entweder für die spätere Verwendung oder verbrennen sie zur Energiegewinnung chemisch. Die Oxidation von Glukose ist in vielerlei Hinsicht analog zur Verbrennung von Holz: Es setzt chemische Energie frei.
Glykolyse
Der Prozess der vollständigen Glukoseoxidation beginnt damit, dass eine Zelle ein Glukosemolekül in zwei Moleküle Pyruvat aufspaltet, erklären Drs. Reginald Garrett und Charles Grisham in ihrem Buch "Biochemistry". Dies geschieht durch eine Reihe von 10 Reaktionen, die als Glykolyse bezeichnet werden. Die Aufspaltung von Glukose in Pyruvat stellt eine partielle Oxidation von Glukose dar und erfolgt unter Freisetzung einer geringen Energiemenge. Die vollständige Oxidation von Glukose erfordert jedoch zusätzliche Reaktionen.
Krebs Zyklus
Der Rest der Glukoseoxidation erfolgt über eine Reihe von Reaktionen, die als Kreb-Zyklus bezeichnet werden. Diese Reaktionen modifizieren Pyruvat, um ein Molekül namens Acetyl-CoA herzustellen, das dann eine Reihe von acht zusätzlichen Reaktionen durchläuft, erklären Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell in ihrem Buch "Biochemistry". Am Ende des Kreb-Zyklus wird Glukose vollständig oxidiert und die gesamte verfügbare Energie des ursprünglichen Glukosemoleküls wird freigesetzt und von der Zelle aufgenommen.
Produkte
Die Produkte der vollständigen Glukoseoxidation sind Kohlendioxid und Wasser. Da diese Moleküle die Produkte einer gründlichen Energiegewinnung darstellen, handelt es sich im Wesentlichen um Zellabfälle, die von der Zelle nicht zur Bereitstellung zusätzlicher Energie genutzt werden können. Zellen recyceln Wasser, das durch Glukoseoxidation erzeugt wird. Kohlendioxid diffundiert jedoch in den Blutkreislauf und gelangt in die Lunge. Von dort aus atmen Sie es aus. Im Wesentlichen, wenn Sie Glukose verbrauchen und verbrennen, atmen Sie die Produkte der Glukoseoxidation aus.
