Wat is aëroob metabolisme?
Aerobisch metabolisme gebruikt zuurstof om energie uit glucose te verwijderen en slaat het op in een biologisch molecuul genaamd adenosinetrifosfaat (ATP). ATP is de energiebron van het menselijk lichaam en bij het afbreken van ATP-moleculen komt energie vrij die wordt gebruikt voor een verscheidenheid aan biologische processen, waaronder beweging van moleculen door membranen. Aerobe metabolisme wordt ook aerobe ademhaling, cellulaire ademhaling en aerobe cellulaire ademhaling genoemd. Anaëroob metabolisme is een andere vorm van metabolisme, maar vindt plaats zonder zuurstof, maar het menselijk lichaam is niet gebouwd om anaërobe ademhaling gedurende lange tijd te handhaven en dit veroorzaakt grote stress.
De eerste fase van aerobe stofwisseling wordt glycolyse genoemd. Glycolyse gebeurt in het cytoplasma van de cel. Complexe suikers worden door verschillende enzymen afgebroken tot glucose en deze glucose wordt vervolgens verder afgebroken in twee moleculen pyruvinezuur, ook wel pyruvaat genoemd. De energie die vrijkomt bij deze afbraak wordt opgeslagen in twee ATP-moleculen. Glycolyse is uniek omdat het de enige fase van het metabolisme in het cytoplasma is en de andere twee fasen in de mitochondria plaatsvinden.
In de tweede fase van het aerobe metabolisme, de citroenzuurcyclus genoemd, worden de twee moleculen pyruvaat gebruikt om energierijke reducerende moleculen te maken die later in het ademhalingsproces worden gebruikt. Sommige van deze moleculen kunnen indien nodig rechtstreeks in ATP worden omgezet, hoewel dit niet altijd gebeurt. Water en koolstofdioxide worden geproduceerd als afvalproducten uit deze cyclus, wat de reden is dat mensen zuurstof inademen en koolstofdioxide uitademen. De citroenzuurcyclus levert, net als glycolyse, 2 ATP op.
Het laatste stadium van het aerobe metabolisme wordt de elektronentransportketen genoemd en vindt plaats op het binnenmembraan van de mitochondriën. In deze stap worden de energierijke moleculen die zijn afgeleid van de citroenzuurcyclus gebruikt om een gradiënt van positieve lading te handhaven, een chemiosmotische gradiënt genoemd, die wordt gebruikt om veel ATP-moleculen te genereren. Deze stap genereert de meeste ATP uit het aerobe metabolismeproces, waardoor een gemiddelde van ongeveer 32 ATP-moleculen ontstaat. Nadat de elektrontransportketen ATP heeft gegenereerd, kunnen de energierijke moleculen worden hergebruikt door de citroenzuurcyclus.
Aerobisch metabolisme genereert ongeveer 36 moleculen ATP. Anaërobe ademhaling genereert slechts ongeveer tien procent van dat bedrag. Het gebruik van zuurstof is het belangrijkst aan het einde van de elektronentransportketen, omdat het de chemiosmotische gradiënt helpt. Het bestaan van zuurstofafhankelijk metabolisme is waarom mitochondriën algemeen bekend staan als de krachtcentrale van het lichaam.