Vad är aerob metabolism?

Aerob metabolism använder syre för att ta bort energi från glukos och lagrar den i en biologisk molekyl som kallas adenosintrifosfat (ATP). ATP är den mänskliga kroppens energikälla och genom att bryta isär ATP-molekyler frigörs energi som används för olika biologiska processer, inklusive rörelse av molekyler över membran. Aerob metabolism kallas också aerob andning, cellulär andning och aerob cellulär andning. Anaerob metabolism är en annan form av metabolism, men förekommer utan syre men människokroppen är inte byggd för att upprätthålla anaerob andning under lång tid, och att göra det orsakar stor stress.

Det första stadiet av aerob metabolism kallas glykolys. Glykolys sker i cellens cytoplasma. Komplexa sockerarter bryts ned till glukos av en mängd olika enzymer, och denna glukos bryts sedan ned ytterligare i två molekyler av pyruvinsyra, annars känd som pyruvat. Energin som frigörs genom denna nedbrytning lagras i två molekyler av ATP. Glykolys är unik på det att det är det enda stadiet av metabolism som inträffar i cytoplasma, och de andra två stegen inträffar inne i mitokondrierna.

I det andra stadiet av aerob metabolism, kallad citronsyrecykeln, används de två molekylerna pyruvat för att skapa energirika reducerande molekyler som används senare i respirationsprocessen. Vissa av dessa molekyler kan omvandlas direkt till ATP vid behov, även om detta inte alltid händer. Vatten och koldioxid produceras som avfallsprodukter från denna cykel, vilket är anledningen till att människor andas in syre och andas ut koldioxid. Citronsyrecykeln ger, liksom glykolys, 2 ATP.

Sista etappen av aerob metabolism kallas elektrontransportkedjan och inträffar på mitokondriens inre membran. I detta steg används de energirika molekylerna härrörande från citronsyracykeln för att upprätthålla en gradient av positiv laddning, kallad en kemiosmotisk gradient, som används för att generera många molekyler av ATP. Detta steg genererar mest ATP ur den aeroba metabolismprocessen och skapar i genomsnitt cirka 32 ATP-molekyler. Efter det att elektrontransportkedjan har genererat ATP är de energirika molekylerna fritt att återanvändas med citronsyrecykeln.

Aerob metabolism genererar ungefär 36 molekyler ATP. Anaerob andning genererar bara cirka tio procent av det beloppet. Användningen av syre är viktigast i slutet av elektrontransportkedjan, eftersom det hjälper den kemiosmotiska gradienten. Förekomsten av syreberoende metabolism är därför mitokondrier ofta kallas kroppens kraftverk.