Hva er oksidativ metabolisme?

Oksidativ metabolisme er den katabolske første halvdelen av metabolismen der cellen bryter ned molekyler til energi, eller adenosintrifosfat (ATP). Den andre halvparten av metabolismen innebærer bruk av den celleenergien til å bygge molekyler som vev og organer, og det blir referert til som anabolisme. Aerob cellulær respirasjon, en prosess som krever bruk av oksygen, er den mest effektive formen for ATP-produksjon. ATP kan også produseres anaerobt, uten tilstedeværelse av oksygen.

Oksidativ metabolisme begynner med nedbrytning av organiske næringsstoffer som karbohydrater, sukker, proteiner, vitaminer og fett. Glukose, et enkelt sukker, er det vanligste næringsstoffet som brytes ned i en prosess kjent som glykolyse, eller glukosemetabolisme. Glukosemetabolisme produserer to pyruvatmolekyler som kommer inn i mitokondriene i cellen og settes i gang i Krebs-syklusen. Mitokondrionen er en organell som leverer cellenergi til resten av cellen.

Krebs-syklusen, referert til som sitronsyresyklusen så vel som trikarboksylsyresyklusen (TCA), beskriver den oksidative delen av oksidativ metabolisme. Oksidasjon er reduksjon av elektroner og frigjøring av energi. Denne syklusen begynner med ett pyruvatmolekyl som etter en serie kjemiske reaksjoner blir ført inn i syklusen som oksaloeddiksyre. Syklusen begynner og slutter med oksaloeddiksyre, som gjennomgår en serie enzyminitierte kjemiske reaksjoner i løpet av syklusen for å produsere energi.

I sitronsyresyklusen resulterer oksidasjon av karbonatomene i produksjon av karbondioksid og energi. Det er to pyruvatmolekyler tilført mitokondriene fra en glukosemetabolisme-reaksjon, så TCA-syklusen involverer to sykluser for fullføring. Hver tur produserer en ATP, og så ved ferdigstillelse produseres to ATP. Oksidativ metabolisme er en effektiv prosess ved at den produserer mange biprodukter, kjent som reaksjonsmellomprodukter, som nesten umiddelbart brukes til anabolisme etter at katabolismen er fullført.

Oksidativ metabolisme påvirkes av sykdommer som diabetes type 1. Diabetes type 1 forhindrer at glukose kommer inn i cellen, og hvis den ikke blir behandlet, vil det ikke være tilgjengelig glukose for normal produksjon av energi via glykolyse. Kroppen vil da ty til nedbrytning av fettsyrer for å brenne seg selv. Nedbrytningen av fettsyrer resulterer i et surt biprodukt kjent som ketonlegemer. Hvis ubehandlet, surgjør mengden av ketonlegemer blodet av potenzhydrogen (pH) og fører til livstruende ketoacidose.