Översikt
Kolhydrater är organiska molekyler (C, H, O) som intages som enkla (glukos, fruktos) eller komplexa sockerarter (stärkelse, cellulosa). Komplexa sockerarter bryts ned under matsmältningen till enkla sockerarter för transport och energiproduktion.
De huvudsakliga vägarna i glukosmetabolismen:
- Glykolys: nedbrytning av glukos till pyruvat (med ATP-produktion)
- Glukoneogenes: syntes av glukos från icke-kolhydratkällor (pyruvat, laktat, glycerol, aminosyror)
- Glykogenes: syntes av glykogen för lagring av glukos
- Glykogenolys: nedbrytning av glykogen för frisättning av glukos
Glykolys
Syftet med glykolysen är att dela upp det 6-kolade glukos till två 3-kolade pyruvatmolekyler.
- 2 ATP används för fosforylering av glukos
- 4 ATP genereras → netto 2 ATP per glukosmolekyl
- Producerar också 2 NADH per glukos
- Nyckelenzym: fosfofruktokinas (fosforylering av fruktos-6-fosfat)
Anaerob vs aerob
Anaerobt (utan O₂): pyruvat → laktat (1 ATP/pyruvat, regenererar NAD⁺ för att hålla igång glykolysen). Celler utan mitokondrier (t.ex. erytrocyter) respirerar alltid anaerobt.
Aerobt: pyruvat → mitokondrierna → Krebs-cykeln.
Krebs-cykeln
Kallas även citronsyre- eller TCA-cykeln. Pyruvat konverteras av pyruvatdehydrogenas till acetyl-CoA (2-kol) + CO₂. Acetyl-CoA binder till oxaloacetat (4-kol) → citrat (6-kol) → cykeln körs.
Per varv: 1 ATP + 3 NADH + 1 FADH₂. Cykeln körs 2 gånger per glukosmolekyl.
Elektrontransportkedjan (ETC)
Använder NADH och FADH₂ för ATP-syntes i den inre mitokondriemembranen. H⁺-ioner driver ATP-syntas. Syrgas är den terminala elektronacceptorn → H₂O bildas. Utan O₂ → ETC stannar → anaerob metabolism.
| Steg | ATP-utbyte |
|---|---|
| Glykolys (netto) | 2 ATP |
| Krebs (2 varv) | 2 ATP |
| ETC (10 NADH × 3 + 2 FADH₂ × 2) | 34 ATP |
| Totalt per glukosmolekyl | 36 ATP |
Glukoneogenes
Syntes av glukos från icke-kolhydratkällor: pyruvat, laktat, glycerol och aminosyror (alanin, glutamin). Sker primärt i levern och i viss mån njurarna. Nettokostnad: 6 ATP per glukos (de syntetiserade 36 ATP från glykos överstiger kostnaden).
Cori-cykeln: laktat från anaerob muskelmetabolism → levern → pyruvat → glukoneogenes → glukos tillbaka till muskeln.
Fettsyror → acetyl-CoA: kan inte konverteras till pyruvat → ingen glukoneogenes från fett.
Glykogenes och glykogenolys
Glykogenes: glukos lagras som flergrenat polysackarid glykogen (primärt i lever och muskler). Kostar 1 ATP per glukosmolekyl.
Glykogenolys: glykogen bryts ned av glykogenfosforylase. Leverglykogen → glukos till blodet för systemisk användning. Muskelglykogen → lokal glykolys → energi för muskelkontraktion (muskeln kan ej exportera fri glukos — saknar glukos-6-fosfatas).
Glykogenlagren räcker ca 24 timmar i vila (kortare vid ansträngning). Vid intensiv ansträngning töms lagren på ca 3–4 timmar.