Under aerob åndedræt får celler energi i nærvær af oxygen gennem en række reaktioner kendt som citronsyrecyklus. Glucose giver et vigtigt reaktionsmellemprodukt, der er nødvendigt for at disse reaktioner kan forekomme. Glukose er et seks-carbon sukker molekyle, der nedbrydes i to tre-carbon pyruvat molekyler. Disse pyruvatmolekyler, i nærværelse af oxygen, kan komme ind i citronsyrecyklusen, hvilket producerer en signifikant mængde energi til cellen.
glykolyse
Glukose kan opnås direkte fra kosten eller ved nedbrydning af glycogen, en polymer af glucosemolekyler. Under glykolyse metaboliseres glucose af cellen for at producere energi. Glykolyse er ikke særlig effektiv med hensyn til energiproduktion, men selve processen frembringer en række mellemprodukter, der kan anvendes til andre processer. Et sådant mellemprodukt er pyruvat. I fravær af ilt kan pyruvat omdannes til mælkesyre eller alkohol gennem en fremgangsmåde kendt som fermentering. Imidlertid kan pyruvat ind i citronsyrecyklussen i nærværelse af oxygen under aerob åndedræt.
Citronsyre Cyclussen
Citronsyrecyklussen er en række reaktioner, der i sidste ende producerer en betydelig mængde energi til cellen. Denne cyklus kan kun forekomme under aerobe forhold - det vil sige betingelser, hvor der er tilstrækkelig ilt til stede.
I nærværelse af oxygen kan pyruvatmolekylerne dannet ved enden af glycolyse komme ind i citronsyrecyklusen ved at reagere med en forbindelse kaldet acetyl-CoA. Under denne reaktion frigives kuldioxid. Faktisk frigives kuldioxid i en række trin under citronsyrecyklussen. Dette er delvis en forklaring på, hvorfor aerob åndedræt indebærer indånding af ilt og udånding af carbondioxid.
Electron Transport Chain
Ved definition kræver aerob åndedræt ilt. Der kræves oxygen, fordi det er nødvendigt i elektrontransportkæden.
Elektrontransportkæden af en celle er en række reaktioner, som parrer kemiske reaktioner mellem elektrondonorer og elektronacceptorer til overførsel af protoner over en cellulær membran. Ved aerob åndedræt er oxygen den ultimative elektronacceptor.
Overførslen af elektroner skaber en protongradient. Når protonerne bevæger sig tilbage over membranen, strømmer nedover gradienten, skabes energi i form af molekyler kaldet ATP eller adenosintriphosphat.
Hvis der ikke er tilstede ilt, kan graden ikke opstilles, og disse reaktioner kan ikke forekomme.
Glukose
Selvom glukose kan give energi til cellen gennem glycolyse, er denne proces ikke særlig effektiv. En indgang af to ATP-energimolekyler får reaktionen startet, men i sidste ende skabes kun fire ATP-energimolekyler.
Glucose giver en større rolle for mere effektiv energiproduktion ved at give pyruvatmolekylerne adgang til citronsyrecyklus. Ved slutningen af citronsyrecyklussen oprettes 36 ATP-energimolekyler for hvert eneste glukosemolekyle, der metaboliseres fuldstændigt.
Kilder til glucose
Glukose kan opnås direkte fra kosten. Glucose er et seks-carbon monosaccharidsukkermolekyle, også kendt som dextrose eller simpelt bordsukker. Det er også en del af en lang kæde af energilagringsmolekyler kaldet glycogen. Når cellerne har brug for mere glukose til at producere mere energi, kan glykogen nedbrydes for at frigive individuelle glukosemonomerer, som derefter kan komme ind i glykolysevejen. Til sidst kan de resulterende pyruvatmolekyler komme ind i citronsyrecyklusen, forudsat at oxygen er til stede.
