Hvad er oxidativ metabolisme?
Oxidativ metabolisme er den katabolske første halvdel af metabolismen, hvor cellen nedbryder molekyler til energi eller adenosintrifosfat (ATP). Den anden halvdel af stofskiftet involverer brugen af den cellulære energi til at opbygge molekyler såsom væv og organer, og det kaldes anabolisme. Aerob cellulær respiration, en proces, der kræver anvendelse af ilt, er den mest effektive form for ATP-produktion. ATP kan også produceres anaerobt uden tilstedeværelse af ilt.
Oxidativ metabolisme begynder med nedbrydningen af organiske næringsstoffer, såsom kulhydrater, sukker, proteiner, vitaminer og fedt. Glucose, et simpelt sukker, er det mest almindelige næringsstof, der nedbrydes i en proces, der kaldes glycolyse, eller glukosemetabolisme. Glukosemetabolisme producerer to pyruvatmolekyler, der kommer ind i cellens mitokondrier og startes i Krebs-cyklussen. Mitochondrion er en organel, der leverer cellenergi til resten af cellen.
Krebs-cyklussen, benævnt citronsyrecyklus såvel som tricarboxylsyre-cyklussen (TCA), beskriver den oxidative del af oxidativ metabolisme. Oxidation er reduktion af elektroner og frigivelse af energi. Denne cyklus begynder med et pyruvatmolekyle, der efter en række kemiske reaktioner indføres i cyklussen som oxaloeddiksyre. Cyklussen begynder og slutter med oxaloeddiksyre, der gennemgår en række enzyminitierede kemiske reaktioner i løbet af cyklussen for at producere energi.
I citronsyrecyklus resulterer oxidation af kulstofatomer i produktionen af kuldioxid og energi. Der er to pyruvatmolekyler, der indføres i mitokondrierne fra en glukosemetabolismeaktion, så TCA-cyklus involverer to cyklusomdrejninger til afslutning. Hver tur producerer en ATP, og så ved færdiggørelsen produceres to ATP. Oxidativ metabolisme er en effektiv proces, idet den producerer adskillige biprodukter, kendt som reaktionsmellemprodukter, der næsten øjeblikkeligt bruges til anabolisme, efter at katabolismen er afsluttet.
Oxidativ metabolisme påvirkes af sygdomme som type 1-diabetes. Type 1-diabetes forhindrer glukose i at komme ind i cellen, og hvis den efterlades ubehandlet, vil der ikke være nogen glukose til rådighed til normal produktion af energi via glykolyse. Kroppen tager derefter anvendelse af nedbrydningen af fedtsyrer for at brænde sig selv. Nedbrydningen af fedtsyrer resulterer i et surt biprodukt kendt som ketonlegemer. Hvis de ubehandlet udlades, forsyrer mængden af ketonlegemer blodets potenzbrint (pH) og fører til den livstruende tilstand ketoacidose.