Vad är oxidativ metabolism?

Oxidativ ämnesomsättning är den kataboliska första halvan av ämnesomsättningen där cellen bryter ner molekyler till energi, eller adenosintrifosfat (ATP). Den andra halvan av ämnesomsättningen involverar användningen av den cellulära energin för att bygga molekyler som vävnader och organ, och den kallas anabolism. Aerob cellulär andning, en process som kräver användning av syre, är den mest effektiva formen för ATP-produktion. ATP kan också produceras anaerobt utan närvaro av syre.

Oxidativ ämnesomsättning börjar med nedbrytningen av organiska näringsämnen som kolhydrater, sockerarter, proteiner, vitaminer och fetter. Glukos, ett enkelt socker, är det vanligaste näringsämnet som bryts ned i en process som kallas glykolys eller glukosmetabolism. Glukosmetabolism producerar två pyruvatmolekyler som kommer in i cellens mitokondrier och initieras i Krebs-cykeln. Mitokondrionen är en organell som levererar cellulär energi till resten av cellen.

Krebs-cykeln, kallad citronsyracykeln såväl som tricarboxylsyracykeln (TCA), beskriver den oxidativa delen av oxidativ metabolism. Oxidation är reduktion av elektroner och frigörande av energi. Denna cykel börjar med en pyruvatmolekyl som efter en serie kemiska reaktioner matas in i cykeln som oxaloättiksyra. Cykeln börjar och slutar med oxaloättiksyra, som genomgår en serie enzyminitierade kemiska reaktioner under cykeln för att producera energi.

I citronsyrecykeln resulterar oxidation av kolatomerna i produktionen av koldioxid och energi. Det finns två pyruvatmolekyler som matas in i mitokondrierna från en glukosmetabolismreaktion, så TCA-cykeln involverar två cykelvarv för fullbordande. Varje varv producerar en ATP, och så vid slutförandet produceras två ATP. Oxidativ metabolism är en effektiv process genom att den producerar många biprodukter, så kallade reaktionsmellanprodukter, som nästan omedelbart används för anabolism efter det att katabolismen är klar.

Oxidativ metabolism påverkas av sjukdomar som typ 1-diabetes. Diabetes av typ 1 förhindrar att glukos kommer in i cellen, och om den lämnas obehandlad finns det ingen glukos tillgänglig för normal produktion av energi via glykolys. Kroppen kommer sedan att ta del av nedbrytningen av fettsyror för att bränna sig själv. Nedbrytningen av fettsyror resulterar i en sur biprodukt som kallas ketonkroppar. Om den behandlas obehandlad, försurar mängden ketonkroppar potenzväte (pH) i blodet och leder till det livshotande tillståndet ketoacidos.