cellandningens

Cellandningen är den övergripande termen för de metaboliska processer som omvandlar kemisk energi från näringsämnen till adenosintrifosfat (ATP), kroppens huvudsakliga energivaluta. Den aeroba cellandningen kräver syre och omfattar glykolys, pyruvatoxidation och citronsyracykeln samt elektrontransportkedjan med chemiosmos. Vid anaeroba förhållanden kan glykolys fortsätta men NAD+ återregenereras via fermentation.

Glykolys, som sker i cytosolen, bryter ned glukos till två pyruvatmolekyler och ger netto två ATP samt två NADH. Pyruvat transporteras in i mitokondrierna där pyruvatdehydrogenas omvandlar det till acetyl-CoA och CO2, samtidigt som NADH bildas.

Citronsyracykeln (Krebs) fortgår i mitokondriernas matris. Acetyl-CoA oxideras till CO2, och det bildas NADH och FADH2 samt en liten mängd ATP (oftast som GTP). Dessa reducerade coenzymer bär energi vidare till elektrontransportkedjan.

Elektrontransportkedjan ligger i den inre mitokondriella membranet. NADH och FADH2 levererar elektroner till kedjan, protoner pumpas över membranet och en protonmotorn driver syntesen av ATP via ATP-syntas. Det slutliga elektronacceptorn är syre, som bildar vatten. Den totala ATP-utvinningen varierar men ligger ofta omkring 30–32 ATP per glukos i eukaryoter under aeroba förhållanden.

Substratflexibilitet gör att också fetter och proteiner kan bidra till energiproduktionen via respektive nedbrytning till acetyl-CoA eller andra mellanprodukter. Regleringen av cellandningen styrs av energibehovet, NAD+/NADH-rationen och nyckelenzymer som påverkas av cellulara signaler.