Co je oxidační metabolismus?

Oxidační metabolismus je katabolická první polovina metabolismu, při které buňka štěpí molekuly na energii, nebo adenosintrifosfát (ATP). Druhá polovina metabolismu zahrnuje použití této buněčné energie k vytváření molekul, jako jsou tkáně a orgány, a nazývá se anabolismus. Aerobní buněčné dýchání, proces vyžadující použití kyslíku, je nejúčinnější formou produkce ATP. ATP může být také produkován anaerobně, bez přítomnosti kyslíku.

Oxidační metabolismus začíná rozkladem organických živin, jako jsou uhlohydráty, cukry, bílkoviny, vitamíny a tuky. Glukóza, jednoduchý cukr, je nejběžnější živinou, která se rozkládá v procesu známém jako glykolýza nebo metabolismus glukózy. Metabolismus glukózy produkuje dvě molekuly pyruvátu, které vstupují do mitochondrií buňky a jsou iniciovány do Krebsova cyklu. Mitochondrion je organela, která dodává buněčnou energii zbytku buňky.

Krebsův cyklus, označovaný jako cyklus kyseliny citronové a cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA), popisuje oxidační část oxidačního metabolismu. Oxidace je redukce elektronů a uvolňování energie. Tento cyklus začíná jednou molekulou pyruvátu, která po řadě chemických reakcí vstupuje do cyklu jako kyselina oxalooctová. Cyklus začíná a končí kyselinou oxalooctovou, která během cyklu prochází řadou enzymaticky iniciovaných chemických reakcí za účelem produkce energie.

V cyklu kyseliny citronové vede oxidace atomů uhlíku k produkci oxidu uhličitého a energie. Do mitochondrií vstupují dvě molekuly pyruvátů z jedné reakce metabolismu glukózy, takže cyklus TCA zahrnuje dvě cykly pro dokončení. Každé kolo produkuje jeden ATP, a tak se po dokončení vytvoří dva ATP. Oxidační metabolismus je účinný proces v tom, že produkuje četné vedlejší produkty, známé jako reakční meziprodukty, které se téměř okamžitě používají k anabolismu po dokončení katabolismu.

Oxidační metabolismus je ovlivněn chorobami, jako je diabetes 1. typu. Diabetes typu 1 zabraňuje glukóze vniknout do buňky, a pokud zůstane neošetřená, nebude k dispozici žádná glukóza pro normální produkci energie glykolýzou. Tělo se pak uchýlí k odbourávání mastných kyselin, aby se samo podporovalo. Rozklad mastných kyselin má za následek kyselý vedlejší produkt známý jako ketonová těla. Pokud se neléčí, množství ketonových těl okyselí vodíkový potenciál (pH) krve a vede k život ohrožujícímu stavu ketoacidózy.