Hvorfor dannes mere ATP fra glukose i nærvær af oxygen?

Cellulær respiration, den proces, hvorved celler genererer adenosintriphosphat (ATP) fra organiske molekyler som glucose, er opdelt i tre hovedstadier:glykolyse, citronsyrecyklussen (også kendt som Krebs-cyklussen) og oxidativ fosforylering. Denne proces er langt mere effektiv i nærvær af ilt.

Her er grunden til, at mere ATP genereres fra glukose i nærvær af ilt:

1. Fuldstændig nedbrydning af glukose:

I nærvær af oxygen undergår glucose fuldstændig nedbrydning gennem både glykolyse og citronsyrecyklussen. Hvert glukosemolekyle nedbrydes til kuldioxid (CO2) og vand (H2O), hvilket frigiver en betydelig mængde energi.

2. Elektrontransportkæde og oxidativ phosphorylering:

Tilstedeværelsen af ​​ilt muliggør funktionen af ​​elektrontransportkæden, en række proteinkomplekser placeret i mitokondriers indre membran. Under oxidativ phosphorylering passerer elektroner fra NADH og FADH2 (genereret under glykolyse og citronsyrecyklus) gennem elektrontransportkæden. Denne proces skaber en elektrokemisk gradient over mitokondriemembranen, som driver syntesen af ​​ATP.

3. Effektivitet af ATP-produktion:

Hvert glukosemolekyle giver maksimalt 36-38 molekyler ATP i nærvær af oxygen gennem oxidativ phosphorylering. På den anden side, i mangel af ilt, nedbrydes glucose ineffektivt gennem fermentering, hvilket kun giver 2 molekyler ATP.

4. Acetyl CoA indtræden i citronsyrecyklussen:

I mangel af oxygen omdannes pyruvat, glykolyseproduktet, til laktat eller ethanol. Men når ilt er til stede, kommer pyruvat ind i citronsyrecyklussen, hvilket giver mulighed for yderligere energiudvinding gennem fuldstændig oxidation.

Sammenfattende tillader tilstedeværelsen af ​​oxygen fuldstændig glukose-nedbrydning, effektiv energiudvinding gennem elektrontransportkæden og oxidativ phosphorylering og indtræden af ​​Acetyl CoA i citronsyrecyklussen. Disse faktorer resulterer tilsammen i signifikant højere ATP-produktion fra glucose i nærvær af oxygen sammenlignet med fravær.