Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
Casus 13: Broodje aap of broodje pindakaas?
1. Wat is de cellulaire ademhaling?
De cellulaire ademhaling is een verzamelnaam voor alle katabolische reacties (afbraak) in het
lichaam. Hierbij worden voedingsstoffen omgezet in afvalstoffen en ATP. Adenosinetrifosfaat is een
molecuul met drie fosfaatgroepen gebonden, waardoor het een grote potentiële energie heeft. Door
één fosfaatgroep af te splitsen komt deze energie vrij en ontstaat er ADP en één fosfaatgroep (Pi).
De voedingsstoffen die het lichaam gebruikt voor de aanmaak van ATP zijn voornamelijk
koolhydraten (polysachariden) en lipiden (glycerol met vetzuren). Het omzetten van deze
voedingsstoffen in afvalstoffen maakt gebruik van reductors (nemen elektronen op). Dit zijn co-
enzymen welke een belangrijke rol spelen in het ontstaan van ATP. Zo nemen ze waterstofatomen
op, zowel het proton als elektron. Deze reductors zijn NAD+ en FAD, welke worden gereduceerd tot
NADH,H+ en FADH2.
• Glycolyse
Voorafgaand aan de glycolyse wordt glucose opgenomen door een cel (versterkt door insuline) of
wordt glucose vrijgemaakt uit glycogeen.
Fase 1: sugar activation
De glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel, en benodigd géén zuurstof. Het begint met de
fosforylering van één glucose molecuul, een stap die onomkeerbaar is. Door één ATP toe te voegen
ontstaat er glucose-6-fosfaat. Dit molecuul wordt vervormd tot fructose-6-fosfaat, wat nog eens
wordt gefosforyleerd met één ATP. Er ontstaat fructose-1,6-fosfaat, en er zijn nu twee ATP
moleculen verbruikt.
Fase 2: sugar cleavage
Het fructose-1,6-fosfaat wordt gesplitst in tweeën. Er ontstaan twéé glyceraldehyd-3-fosfaat
moleculen, beide met een fosfaatgroep.
Fase 3: sugar oxidation and ATP formation
In deze laatste fase vinden er een aantal stappen plaats, waarbij uiteindelijk energie wordt
gewonnen. Beide glyceraldehyd-3-fosfaat moleculen ondergaan deze stappen, en alles vindt dus
twéé keer plaats! Van ieder molecuul gaan twéé H-atomen naar NAD+, waardoor dit wordt omgezet
in NADH,H+. Ook wordt er gelijktijdig aan ieder molecuul een fosfaatgroep toegevoegd. Ieder
molecuul heeft nu twéé fosfaatgroepen, welke in de volgende stappen worden afgesplitst door ADP,
waardoor er in totaal vier ATP moleculen ontstaan. Het eindproduct van de glycolyse zijn twéé
pyrodruivenzuur moleculen. De glycolyse heeft netto 2 ATP en 2 NADH,H+ opgeleverd.
De pyrodruivenzuur moleculen kunnen op twee manieren verder gebruikt worden: aeroob en
anaeroob.
Aeroob: ze ondergaan de citroenzuurcyclus en hun eindproducten de oxidatieve fosforylering.
Anaeroob: wanneer er niet genoeg zuurstof aanwezig is (bv. bij inspanning, of in de erythrocyten)
worden de pyrodruivenzuur moleculen anaeroob verwerkt. Het belangrijkste aspect hiervan is dat
niet alle NAD+ wordt verbruikt en de glycolyse energie kan blijven opleveren. NADH,H+ wordt dus
geoxideerd tot NAD+, en de H-atomen binden terug aan het pyrodruivenzuur, waardoor er in
lichaamscellen melkzuur ontstaat (bouwt zich op, spieren verzuren). Gistcellen kunnen deze
omzetting ook, en vorming geen melkzuur maar ethanol. Het melkzuur wordt in het lichaam
verwerkt in de lever tot pyrodruivenzuur wanneer er weer voldoende zuurstof aanwezig is.
, Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
Casus 13: Broodje aap of broodje pindakaas?
1. Wat is de cellulaire ademhaling?
De cellulaire ademhaling is een verzamelnaam voor alle katabolische reacties (afbraak) in het
lichaam. Hierbij worden voedingsstoffen omgezet in afvalstoffen en ATP. Adenosinetrifosfaat is een
molecuul met drie fosfaatgroepen gebonden, waardoor het een grote potentiële energie heeft. Door
één fosfaatgroep af te splitsen komt deze energie vrij en ontstaat er ADP en één fosfaatgroep (Pi).
De voedingsstoffen die het lichaam gebruikt voor de aanmaak van ATP zijn voornamelijk
koolhydraten (polysachariden) en lipiden (glycerol met vetzuren). Het omzetten van deze
voedingsstoffen in afvalstoffen maakt gebruik van reductors (nemen elektronen op). Dit zijn co-
enzymen welke een belangrijke rol spelen in het ontstaan van ATP. Zo nemen ze waterstofatomen
op, zowel het proton als elektron. Deze reductors zijn NAD+ en FAD, welke worden gereduceerd tot
NADH,H+ en FADH2.
• Glycolyse
Voorafgaand aan de glycolyse wordt glucose opgenomen door een cel (versterkt door insuline) of
wordt glucose vrijgemaakt uit glycogeen.
Fase 1: sugar activation
De glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel, en benodigd géén zuurstof. Het begint met de
fosforylering van één glucose molecuul, een stap die onomkeerbaar is. Door één ATP toe te voegen
ontstaat er glucose-6-fosfaat. Dit molecuul wordt vervormd tot fructose-6-fosfaat, wat nog eens
wordt gefosforyleerd met één ATP. Er ontstaat fructose-1,6-fosfaat, en er zijn nu twee ATP
moleculen verbruikt.
Fase 2: sugar cleavage
Het fructose-1,6-fosfaat wordt gesplitst in tweeën. Er ontstaan twéé glyceraldehyd-3-fosfaat
moleculen, beide met een fosfaatgroep.
Fase 3: sugar oxidation and ATP formation
In deze laatste fase vinden er een aantal stappen plaats, waarbij uiteindelijk energie wordt
gewonnen. Beide glyceraldehyd-3-fosfaat moleculen ondergaan deze stappen, en alles vindt dus
twéé keer plaats! Van ieder molecuul gaan twéé H-atomen naar NAD+, waardoor dit wordt omgezet
in NADH,H+. Ook wordt er gelijktijdig aan ieder molecuul een fosfaatgroep toegevoegd. Ieder
molecuul heeft nu twéé fosfaatgroepen, welke in de volgende stappen worden afgesplitst door ADP,
waardoor er in totaal vier ATP moleculen ontstaan. Het eindproduct van de glycolyse zijn twéé
pyrodruivenzuur moleculen. De glycolyse heeft netto 2 ATP en 2 NADH,H+ opgeleverd.
De pyrodruivenzuur moleculen kunnen op twee manieren verder gebruikt worden: aeroob en
anaeroob.
Aeroob: ze ondergaan de citroenzuurcyclus en hun eindproducten de oxidatieve fosforylering.
Anaeroob: wanneer er niet genoeg zuurstof aanwezig is (bv. bij inspanning, of in de erythrocyten)
worden de pyrodruivenzuur moleculen anaeroob verwerkt. Het belangrijkste aspect hiervan is dat
niet alle NAD+ wordt verbruikt en de glycolyse energie kan blijven opleveren. NADH,H+ wordt dus
geoxideerd tot NAD+, en de H-atomen binden terug aan het pyrodruivenzuur, waardoor er in
lichaamscellen melkzuur ontstaat (bouwt zich op, spieren verzuren). Gistcellen kunnen deze
omzetting ook, en vorming geen melkzuur maar ethanol. Het melkzuur wordt in het lichaam
verwerkt in de lever tot pyrodruivenzuur wanneer er weer voldoende zuurstof aanwezig is.
, Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
