Selama respirasi aerobik, sel-sel memperoleh energi dengan adanya oksigen melalui serangkaian reaksi yang dikenal sebagai siklus asam sitrat. Glukosa menyediakan reaksi kunci antara yang diperlukan untuk reaksi ini terjadi. Glukosa adalah gula molekul enam karbon yang akan dipecah menjadi dua molekul piruvat tiga karbon. Molekul-molekul piruvat, dengan adanya oksigen, dapat memasuki siklus asam sitrat, menghasilkan sejumlah besar energi untuk sel.
Glikolisis
Glukosa dapat diperoleh secara langsung dari makanan atau penguraian glikogen, suatu polimer molekul glukosa. Selama glikolisis, glukosa dimetabolisme oleh sel untuk menghasilkan energi. Glikolisis sangat tidak efisien dalam hal produksi energi, tetapi proses itu sendiri menghasilkan serangkaian intermediet yang dapat digunakan untuk proses lainnya. Salah satu intermediet adalah piruvat.
Dengan tidak adanya oksigen, piruvat dapat dikonversi menjadi asam laktat atau alkohol melalui proses yang dikenal sebagai fermentasi. Namun, dengan adanya oksigen, selama respirasi aerobik, piruvat dapat memasuki siklus asam sitrat.
Siklus Asam sitrat
Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang pada akhirnya menghasilkan sejumlah besar energi untuk sel. Siklus ini hanya dapat terjadi dalam kondisi aerobik – yaitu, kondisi di mana oksigen yang cukup hadir.
Di hadapan oksigen, molekul piruvat yang terbentuk pada akhir glikolisis dapat memasuki siklus asam sitrat dengan bereaksi dengan senyawa yang disebut asetil-CoA. Selama reaksi ini, karbon dioksida dilepaskan. Bahkan, karbon dioksida dilepaskan dalam sejumlah langkah selama siklus asam sitrat. Hal ini, sebagian, menjelaskan tentang respirasi mengapa aerobik melibatkan bernapas memasukan oksigen kedalam dan bernapas mengeluarkan karbon dioksida.
Rantai Transpor Elektron
Menurut definisi, respirasi aerobik membutuhkan oksigen. Oksigen diperlukan karena dibutuhkan dalam rantai transpor elektron.
Rantai transpor elektron dari sel adalah serangkaian reaksi dengan pasangan reaksi kimia antara donor elektron dan akseptor elektron untuk transfer proton melintasi membran sel. Dalam respirasi aerobik, oksigen adalah akseptor elektron akhir.
Transfer elektron menciptakan gradien proton. Ketika proton berjalan kembali melintasi membran, mengalir menuruni gradien, energi dalam bentuk molekul yang disebut ATP, atau adenosine tri-fosfat, dibuat.
Jika tidak ada oksigen yang hadir, gradien tidak dapat diatur, dan reaksi-reaksi ini tidak dapat terjadi.
Glukosa
Sementara glukosa dapat memberikan energi untuk sel melalui glikolisis, proses ini sangat tidak efisien. Sebuah input dari dua molekul energi ATP dapat memulai reaksi, tetapi pada akhirnya, hanya empat molekul ATP energi diciptakan.
Glukosa menyediakan peran yang lebih besar untuk produksi energi yang lebih efisien dengan menyediakan molekul piruvat untuk masuk ke dalam siklus asam sitrat. Pada akhir siklus asam sitrat, 36 molekul ATP energi diciptakan untuk setiap molekul glukosa satu sepenuhnya dimetabolisme.
Sumber Glukosa
Glukosa dapat diperoleh secara langsung dari diet. Glukosa adalah molekul enam karbon gula monosakarida, juga dikenal sebagai dekstrosa, atau gula meja sederhana. Hal ini juga merupakan bagian dari rantai panjang molekul penyimpan energi yang disebut glikogen. Ketika sel-sel membutuhkan lebih banyak glukosa untuk menghasilkan lebih banyak energi, glikogen dapat dipecah untuk melepaskan monomer glukosa individu, yang kemudian bisa masuk ke jalur glikolisis. Akhirnya molekul piruvat yang dihasilkan dapat memasuki siklus asam sitrat, asalkan ada oksigen.
