ATPproduksjon

ATPproduksjon er prosessen der celler omdanner kjemisk energi til adenosintrifosfat (ATP), den viktigste energienheten i cellemetabolismen. ATP brukes i muskelarbeid, aktiv transport og biosyntese. Hovedveiene er glykolyse, pyruvat-oksidasjon til acetyl-CoA, Krebs-syklusen og elektrontransportkjeden med oksidativ fosforylering. Substratnivåfosforylering gir også ATP direkte; ved mangel på oksygen øker anaerob respirasjon for å opprettholde energiproduksjon, men med lavere utbytte.

Glykolyse skjer i cytosol og bryter glukose til to pyruvat, med netto to ATP og to NADH per glukosemolekyl.

Pyruvat oksideres til acetyl-CoA i mitokondriene, og går inn i Krebs-syklusen, som frigjør CO2 samtidig som NADH og FADH2 dannes. Totalt gir syklusen NADH, FADH2 og litt ATP/GTP, og hvert glukosemolekyl gir to runder av syklusen.

Elektrontransportkjeden i den indre mitokondriemembranen bruker NADH og FADH2 til å pumpe protoner og drive ATP-syntase, som produserer ATP. Oksygen er den endelige elektronakseptoren og danner vann.

Substratnivåfosforylering bidrar til direkte ATP-dannelse i glykolyse og Krebs-syklusen.

Ved oksygenmangel gjøres ATP i stor grad gjennom glykolyse med laktat- eller alkoholfermentering, hvilket gir omtrent 2 ATP per glukose og ikke benytter elektrontransportkjeden.

Produksjonens hastighet reguleres av celleenergistatus, blant annet ATP, ADP og AMP-nivåer, samt oksygentilgang. Enzymer som fosfofruktokinase og pyruvatkinase fungerer som sentrale kontrollpunkter.

ATPproduksjon er grunnleggende for all celleaktivitet og påvirker fysiologi, trening og sykdom. Forståelse av prosessen er sentralt i metabolisme og biokjemi.