Als uw cellen suiker metaboliseren om energie te krijgen, beginnen ze met glycolyse, een route die glucosemoleculen afbreekt tot pyruvaat. Zolang zuurstof beschikbaar is, volgen ze op met cellulaire ademhaling, die het pyruvaat tot koolstofdioxide en water oxideert en nog meer energie vrijgeeft. Glycolyse en aërobe cellulaire ademhaling verschillen in termen van de locatie in de cel waar ze plaatsvinden, de hoeveelheid energie die ze afgeven, de chemie van elk pad en de in- en uitgangen van elk.

Basisfuncties

Glycolyse vindt plaats in het cytosol, de vloeistof die de cel vult. Cellulaire ademhaling vindt daarentegen plaats in de mitochondria, kleine structuren omgeven door membranen en ronddrijvend in het cytosol. Glucose is de belangrijkste input voor glycolyse; cellulaire ademhaling daarentegen hangt voornamelijk af van pyruvaat uit glycolyse, hoewel acetyl-CoA uit de afbraak van vetzuren een andere belangrijke input is. Je lever breekt ook aminozuren af ​​om pyruvaat, oxaloacetaat, fumaraat en andere verbindingen te produceren die het kan voeden in cellulaire ademhaling of als glucose kan gebruiken.

Efficiëntie

Cellen in je lichaam kunnen altijd glycolyse uitvoeren, maar om cellulaire ademhaling uit te voeren hebben ze zuurstof nodig. Oxidatie van glucose door glycolyse is onvolledig; het grootste deel van de energie in het oorspronkelijke glucosemolecuul blijft ongebruikt in het pyruvaat dat aan het einde van het proces vrijkomt. Glycolyse zelf levert slechts een netto winst op van twee ATP (moleculen die de cel gebruikt om energie op te slaan). Afhankelijk van het celtype kan aërobe ademhaling een netto winst van 30 of 32 ATP opleveren.

Chemie

De stappen in deze routes en de enzymen die elke reactie katalyseren, zijn natuurlijk heel anders. Glycolyse is een tienstapsroute, terwijl cellulaire ademhaling verschillende routes omvat, waarvan de elektronentransportketen en de citroenzuurcyclus de meest prominente zijn. De elektronentransportketen is bijzonder onderscheidend, omdat het elektronenoverdrachten gebruikt om waterstofionen door een membraan te pompen, waardoor een concentratiegradiënt wordt opgebouwd die een ander enzym dat ATP-synthase heet, kan gebruiken om ATP te maken.

Andere verschillen

Sommige weefsels , zoals uw spiercellen, geven de voorkeur aan aërobe ademhaling, maar kunnen glycylie alleen voor een tijdje overleven als dat nodig is. Andere weefsels, zoals de lever en de hersenen, kunnen niet zonder cellulaire ademhaling en het voortdurend uitvoeren. Glycolyse en cellulaire ademhaling produceren ook resultaten die verschillende rollen spelen in een verscheidenheid van andere metabole routes. De citroenzuurcyclus is in dit opzicht bijzonder belangrijk; het fungeert als een soort metabole hub in de cel. Succinyl-CoA is bijvoorbeeld een citroenzuurcyclus-tussenproduct dat dient als een voorloper voor de synthese van porfyrinen, terwijl alfa-ketoglutaraat de directe voorloper is van het aminozuur glutamaat. Bepaalde tussenproducten in glycolyse spelen ook andere rollen in de stofwisseling; glucose 6-fosfaat kan bijvoorbeeld worden gebruikt om ribose 5-fosfaat te maken via de pentosefosfaatroute.