Er worden per glucosemolecuul vier ATP-moleculen gevormd, wat neerkomt op een nettoresultaat van twee ATP-moleculen. De twee moleculen NADH kunnen in de elektrontransportketen worden omgezet in 1,5 ATP-moleculen per molecuul. De NADH-moleculen kunnen samen dus aanleiding geven tot vorming van drie moleculen ATP.
Tijdens de volledige oxidatie van één glucosemolecuul worden dus 38 moleculen ATP geproduceerd.
Aërobe (met zuurstof) verbranding van glucose betekent dat het lichaam glucose ook kan verbranden met zuurstof. Op deze manier wordt er per molecuul glucose 38 moleculen ATP gevormd. De verbranding van glucose komt later op gang dan de glycolyse.
Na al deze deelstappen is het glucose-molecuul volledig verbrand in koolstofdioxide, water en zijn er veel ATP-moleculen gemaakt! --> alle gevormde NADH's en FADH's worden bij de oxidatieve fosforylering gebruikt en ontstaat er dus ATP. De totale aerobe dissimilatie levert dus per glucose-molecuul netto 36 ATP op!
Let op: - De werkelijke ATP's die door één molecuul glucose worden geproduceerd, zijn 32, maar er worden 2 moleculen ATP gebruikt tijdens de beginfasen van glycolyse. Dus als we de netto geproduceerde ATP berekenen, krijgen we uiteindelijk 30 moleculen ATP per glucosemolecuul.
Er worden per glucosemolecuul vier ATP-moleculen gevormd, wat neerkomt op een nettoresultaat van twee ATP-moleculen. De twee moleculen NADH kunnen in de elektrontransportketen worden omgezet in 1,5 ATP-moleculen per molecuul. De NADH-moleculen kunnen samen dus aanleiding geven tot vorming van drie moleculen ATP.
Waar komt het getal 30-32 ATP vandaan? Twee netto ATP worden gemaakt in glycolyse, en nog eens twee ATP (of energetisch equivalent GTP) worden gemaakt in de citroenzuurcyclus. Naast die vier, komt de resterende ATP allemaal uit oxidatieve fosforylering .
Met de eerste manier wordt het suiker glucose in een reeks van biochemische reacties omgezet in pyruvaat en vervolgens in melkzuur (lactaat). Dit proces heet glycolyse. In de glycolyse worden twee moleculen ATP uit één molecuul glucose gevormd. Voor deze reactie is geen zuurstof nodig.
Tijdens cellulaire ademhaling wordt een glucosemolecuul geleidelijk afgebroken tot koolstofdioxide en water. Onderweg wordt er direct wat ATP geproduceerd in de reacties die glucose omzetten . Later wordt er echter veel meer ATP geproduceerd in een proces dat oxidatieve fosforylering wordt genoemd.
Oxidatieve fosforylering
Dit is het proces waarbij de meeste ATP wordt geproduceerd. Het vindt plaats in de mitochondriën, waar NADH en FADH2 hun elektronen doneren aan de elektronentransportketen, die vervolgens de energie gebruikt om ATP te produceren. Dit proces kan tot 34 ATP-moleculen produceren.
Zowel prokaryoten als eukaryoten produceren dezelfde hoeveelheid ATP, waarvan men denkt dat het 38 ATP's is. Sommige leerboeken stellen dat de netto opbrengst 36 ATP's is in eukaryoten, omdat 2 ATP's worden gebruikt om de cellulaire ademhaling zelf aan te drijven bij het verplaatsen van 2 NADH-moleculen naar een mitochondrium (38 ATP's - 2 ATP's = 36 ATP's).
Afhankelijk van de intensiteit van je inspanning wordt vet of suiker met behulp van zuurstof omgezet in energie. Hierbij is vet de brandstof die de meeste energie levert, de verbranding van een vetmolecuul levert maar liefst 129 ATP-deeltjes aan energie op.
Als je met 180W zo'n 32 km/u fietst, dan rij je per minuut 533 m, waarbij je 3.1 gram suiker verbrandt met 3.3 gram O2, en 4.5 gram CO2 produceert. Op 1 kg suiker kom je dus 172 km ver, en produceer je bijna 1.5 kg CO2!
In biologieboeken staat vaak dat er per geoxideerd glucosemolecuul 38 ATP-moleculen kunnen worden aangemaakt tijdens de celademhaling (2 uit glycolyse, 2 uit de Krebs-cyclus en ongeveer 34 uit het elektronentransportsysteem).
Uitleg: Er wordt meer ATP geproduceerd uit de afbraak van 1 gram vet vergeleken met 1 gram suikers, omdat vetten een hogere energiedichtheid hebben vanwege hun chemische structuur .
Verbranding van glucose: vrijmaken van energie
Eerst breken bepaalde enzymen glucose af tot de stof pyruvaat. Deze stap heet glycolyse. Vervolgens wordt deze stof verder afgebroken. Daarbij ontstaat naast water en CO2 ook energie.
De stap om van koolhydraten ATP te maken wordt glycolyse genoemd. Hierbij wordt glucose, glycogeen of glycerol afgebroken tot pyrodruivenzuur. Dit is een snel en anaeroob proces en levert 2 ATP per glucosemolecuul (3 ATP als er glycogeen wordt gebruikt) en 2 moleculen pyrodruivenzuur op.
De H + /ATP-verhouding, gedefinieerd als het aantal protonen dat nodig is om één ATP te synthetiseren bij evenwicht, bedraagt vier , volgens de gegevens van het huidige werk.
Over het algemeen is glucose de belangrijkste energiebron voor het cellulaire metabolisme. Glucose wordt afgebroken in de drie daaropvolgende processen : glycolyse, tricarbonzuurcyclus (TCA- of Krebs-cyclus) en ten slotte oxidatieve fosforylering , om ATP te produceren.
De energie die wordt gewonnen wordt uitgedrukt in ATP, wat staat voor Adenosine Tri Phosphate (Fosfaat). Zo kan er uit slechts één glucose molecuul 32 ATP moleculen gehaald worden. Deze ATP wordt gemaakt in de mitochondriën en kan vervolgens in de cel gebruikt worden voor de processen in de cel.
Als we de ATP uit glycolyse (2 ATP), de Krebs-cyclus (2 ATP) en de elektronentransportketen (34 ATP) bij elkaar optellen, bedraagt de totale ATP-productie bij aerobe ademhaling 38 ATP-moleculen per glucosemolecuul.
Bij aerobe ademhaling resulteert één glucosemolecuul in een netto ATP-winst van 38 ATP . Het omvat ATP gegenereerd tijdens glycolyse, de linkreactie, de TCA-cyclus en oxidatieve fosforylering in het elektronentransportsysteem.
Het 30-32 ATP-cijfer verklaart het feit dat in een echte cel niet alle energie van de protonengradiënt naar het maken van ATP kan gaan . In plaats daarvan moet een deel ervan worden gebruikt om moleculen in en uit de mitochondriale matrix te transporteren.
In een eukaryotische cel kan het proces van cellulaire ademhaling één molecuul glucose omzetten in 30 tot 32 ATP. Het proces van glycolyse produceert slechts twee ATP, terwijl de rest wordt geproduceerd tijdens de elektronentransportketen.