تخليق ATP أثناء انهيار الجلوكوز. إطلاق الطاقة من الجليكوجين
في هذه المقالة ، سننظر في كيفية أكسدة الجلوكوز. الكربوهيدرات هي مركبات من نوع polyhydroxycarbonyl ومشتقاتها. السمات المميزة- وجود مجموعتي الألدهيد أو الكيتون ومجموعتين هيدروكسيل على الأقل.
وفقًا لهيكلها ، تنقسم الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية ، سكريات ، سكريات قليلة.
السكريات الأحادية
السكريات الأحادية هي أبسط الكربوهيدرات التي لا يمكن تحللها بالماء. اعتمادًا على المجموعة الموجودة في التركيبة - الألدهيد أو الكيتون ، يتم عزل الجرعات (بما في ذلك الجالاكتوز والجلوكوز والريبوز) والكيتوز (الريبولوز والفركتوز).
قلة السكريات
السكريات قليلة السكاريد هي كربوهيدرات تحتوي في تركيبتها على ما يتراوح بين اثنين إلى عشرة بقايا من أصل أحادي السكاريد ، متصلة من خلال روابط جليكوسيدية. اعتمادًا على عدد بقايا السكاريد الأحادي ، يتم تمييز السكريات الثنائية ، والسكريات الثلاثية ، وما إلى ذلك. ما الذي يتكون عندما يتأكسد الجلوكوز؟ هذا سوف يناقش في وقت لاحق.
السكريات
السكريات المتعددة هي كربوهيدرات تحتوي على أكثر من عشرة بقايا أحادية السكاريد مرتبطة بروابط جليكوسيدية. إذا كان تكوين السكاريد يحتوي على نفس بقايا السكاريد الأحادي ، فإنه يطلق عليه عديد السكاريد المتجانس (على سبيل المثال ، النشا). إذا كانت هذه البقايا مختلفة ، فعندئذ مع عديد السكاريد غير المتجانسة (على سبيل المثال ، الهيبارين).
ما هي أهمية أكسدة الجلوكوز؟
وظائف الكربوهيدرات في جسم الإنسان
تؤدي الكربوهيدرات الوظائف الرئيسية التالية:
- طاقة. أكثر الوظيفة الأساسيةالكربوهيدرات ، حيث تعمل كمصدر رئيسي للطاقة في الجسم. نتيجة لأكسدتها ، يتم تلبية أكثر من نصف احتياجات الشخص من الطاقة. نتيجة أكسدة جرام واحد من الكربوهيدرات يتم تحرير 16.9 كيلو جول.
- احتياطي. الجليكوجين والنشا شكل من أشكال تخزين العناصر الغذائية.
- الهيكلي. يشكل السليلوز وبعض مركبات السكاريد الأخرى إطارًا قويًا في النباتات. كما أنها ، إلى جانب الدهون والبروتينات ، هي جزء من جميع الأغشية الحيوية للخلايا.
- محمي. تلعب عديدات السكاريد الحمضية دور مواد التشحيم البيولوجية. يبطنون أسطح المفاصل التي تلامس وتحتك ببعضها البعض ، والأغشية المخاطية للأنف والجهاز الهضمي.
- مضاد التخثر. تحتوي الكربوهيدرات مثل الهيبارين على خاصية بيولوجية مهمة ، وهي تمنع تجلط الدم.
- الكربوهيدرات هي مصدر للكربون الضروري لتخليق البروتينات والدهون والأحماض النووية.
في عملية حساب تفاعل حال السكر ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن كل خطوة من المرحلة الثانية تتكرر مرتين. من هذا ، يمكننا أن نستنتج أن جزيئين من ATP يتم إنفاقهما في المرحلة الأولى ، ويتم تكوين 4 جزيئات ATP خلال المرحلة الثانية عن طريق الفسفرة من نوع الركيزة. هذا يعني أنه نتيجة لأكسدة كل جزيء جلوكوز ، تجمع الخلية جزيئين من ATP.
لقد درسنا أكسدة الجلوكوز بالأكسجين.
مسار أكسدة الجلوكوز اللاهوائي
الأكسدة الهوائية هي عملية أكسدة يتم فيها إطلاق الطاقة والتي تستمر في وجود الأكسجين ، والذي يعمل كمستقبل نهائي للهيدروجين في السلسلة التنفسية. المتبرع هو الشكل المختزل من الإنزيمات المساعدة (FADH2 ، NADH ، NADPH) ، والتي تتشكل أثناء التفاعل الوسيط لأكسدة الركيزة.
عملية أكسدة الجلوكوز من النوع ثنائي التفرع الهوائية هي المسار الرئيسي لتقويض الجلوكوز في جسم الإنسان. يمكن إجراء هذا النوع من تحلل السكر في جميع أنسجة وأعضاء جسم الإنسان. نتيجة هذا التفاعل هو انقسام جزيء الجلوكوز إلى ماء وثاني أكسيد الكربون. سيتم بعد ذلك تخزين الطاقة المحررة في ATP. يمكن تقسيم هذه العملية تقريبًا إلى ثلاث مراحل:
- عملية تحويل جزيء الجلوكوز إلى زوج من جزيئات حمض البيروفيك. يحدث التفاعل في السيتوبلازم الخلوي وهو مسار محدد لانهيار الجلوكوز.
- عملية تكوين أسيتيل CoA نتيجة نزع الكربوكسيل المؤكسد لحمض البيروفيك. يحدث هذا التفاعل في الميتوكوندريا الخلوية.
- عملية أكسدة أسيتيل CoA في دورة كريبس. يحدث التفاعل في الميتوكوندريا الخلوية.
في كل مرحلة من هذه العملية ، تتشكل أشكال مخفضة من الإنزيمات المساعدة ، والتي تتأكسد من خلال مركبات الإنزيم في السلسلة التنفسية. نتيجة لذلك ، يتكون ATP أثناء أكسدة الجلوكوز.
تشكيل أنزيمات
سوف تتأكسد الإنزيمات المساعدة التي تتشكل في المرحلتين الثانية والثالثة من التحلل الهوائي مباشرة في الميتوكوندريا للخلايا. بالتوازي مع هذا ، فإن NADH ، الذي تشكل في السيتوبلازم الخلوي أثناء تفاعل المرحلة الأولى من التحلل الهوائي ، ليس لديه القدرة على اختراق أغشية الميتوكوندريا. يتم نقل الهيدروجين من NADH السيتوبلازمي إلى الميتوكوندريا الخلوية عبر دورات المكوك. من بين هذه الدورات ، يمكن تمييز الدورة الرئيسية - مالات - أسبارتات.
ثم ، بمساعدة NADH السيتوبلازمي ، يتم تقليل oxaloacetate إلى malate ، والذي بدوره يخترق الميتوكوندريا الخلوية ثم يتأكسد لتقليل NAD في الميتوكوندريا. يعود Oxaloacetate إلى سيتوبلازم الخلية في شكل أسبارتات.
الأشكال المعدلة لتحلل السكر
قد يترافق مسار تحلل السكر أيضًا مع إطلاق 1.3 و 2،3-بيفوسفوجليسيرات. في الوقت نفسه ، يمكن أن يعود 2.3-bisphosphoglycerate تحت تأثير المحفزات البيولوجية إلى عملية تحلل السكر ، ثم يغير شكله إلى 3-phosphoglycerate. تلعب هذه الإنزيمات مجموعة متنوعة من الأدوار. على سبيل المثال ، يعزز 2،3-biphosphoglycerate ، الموجود في الهيموجلوبين ، نقل الأكسجين إلى الأنسجة ، مع تعزيز التفكك وتقليل تقارب الأكسجين وخلايا الدم الحمراء.
استنتاج
يمكن للعديد من البكتيريا تغيير شكل تحلل السكر في مراحله المختلفة. في هذه الحالة ، قد يتم تقليل عددها الإجمالي أو يمكن تعديل هذه المراحل نتيجة لتأثير المركبات الأنزيمية المختلفة. تمتلك بعض اللاهوائية القدرة على تحلل الكربوهيدرات بطرق أخرى. معظمتحتوي الحرارة على اثنين فقط من الإنزيمات المحللة للجلوكوز ، على وجه الخصوص إنوليز وبيروفات كيناز.
قمنا بفحص كيفية حدوث أكسدة الجلوكوز في الجسم.
المرحلة 1 - الإعدادية
البوليمرات → المونومرات
المرحلة 2 - تحلل السكر (خالي من الأكسجين)
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2H 3 RO 4 \ u003d 2C 3 H 6 O 3 + 2ATP + 2H 2 O
المرحلة - الأكسجين
2C 3 H 6 O 3 + 6O 2 + 36ADP + 36 H 3 RO 4 \ u003d 6CO 2 +42 H 2 O + 36ATP
معادلة الملخص:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2+ 38ADP + 38H 3 RO 4 \ u003d 6CO 2 + 44H 2 O + 38ATP
مهام
1) في عملية التحلل المائي ، تم تشكيل 972 جزيء ATP. حدد عدد جزيئات الجلوكوز التي تم تشققها وعدد جزيئات ATP التي تشكلت نتيجة لتحلل السكر والأكسدة الكاملة. اشرح الجواب.
إجابه:1) أثناء التحلل المائي (مرحلة الأكسجين) ، يتم تكوين 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد ، وبالتالي ، خضع التحلل المائي: 972: 36 = 27 جزيء جلوكوز ؛
2) أثناء تحلل السكر ، يتم تقسيم جزيء جلوكوز واحد إلى جزيئين PVC مع تكوين جزيئين ATP ، وبالتالي فإن عدد جزيئات ATP هو: 27 × 2 = 54 ؛
3) مع أكسدة كاملة لجزيء جلوكوز واحد ، يتم تكوين 38 جزيء ATP ، لذلك ، مع أكسدة كاملة لـ 27 جزيء جلوكوز ، يتم تشكيل 27 × 38 \ u003d 1026 جزيء ATP (أو 972 + 54 \ u003d 1026).
2) أي من نوعي التخمير - الكحول أو حمض اللاكتيك - أكثر فعالية من حيث الطاقة؟ احسب الكفاءة باستخدام الصيغة:
3) كفاءة تخمير حمض اللاكتيك:
4) التخمير الكحولي هو أكثر فعالية من حيث الطاقة.
3) خضع جزيئين من الجلوكوز لتحلل السكر ، وتأكسد واحد فقط. حدد عدد جزيئات ATP المتكونة وجزيئات ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في هذه الحالة.
المحلول:
لحل هذه المشكلة ، نستخدم معادلات المرحلة الثانية (تحلل السكر) والمرحلة الثالثة من استقلاب الطاقة (الأكسجين).
ينتج تحلل جزيء واحد من الجلوكوز 2 جزيء ATP وأكسدة 36 ATP.
وفقًا لظروف المشكلة ، خضع جزيئين من الجلوكوز لتحلل السكر: 2 × 2 = 4 ، وتم أكسدة جزيء واحد فقط
4 + 36 = 40 ATP.
يتكون ثاني أكسيد الكربون فقط في المرحلة 3 ، مع أكسدة كاملة لجزيء واحد من الجلوكوز ، يتكون 6 CO 2
إجابه: 40 ATP ؛ ثاني أكسيد الكربون. - 6
4) في عملية تحلل السكر ، تم تشكيل 68 جزيء من حمض البيروفيك (PVA). حدد عدد جزيئات الجلوكوز التي تم تشققها وعدد جزيئات ATP التي تشكلت أثناء الأكسدة الكاملة. اشرح الجواب.
إجابه:
1) أثناء تحلل الجلوكوز (مرحلة تقويض خالية من الأكسجين) ، يتم شق جزيء جلوكوز واحد بتكوين جزيئين من بولي كلوريد الفينيل ، لذلك خضع تحلل السكر: 68: 2 = 34 جزيء جلوكوز ؛
2) مع الأكسدة الكاملة لجزيء جلوكوز واحد ، يتم تكوين 38 جزيء ATP (جزيئان أثناء تحلل السكر و 38 جزيء أثناء التحلل المائي) ؛
3) مع الأكسدة الكاملة لـ 34 جزيء جلوكوز ، يتم تشكيل 34 × 38 = 1292 جزيء ATP.
5) في عملية تحلل السكر ، تم تشكيل 112 جزيء من حمض البيروفيك (PVA). كم عدد جزيئات الجلوكوز التي تم تشققها وكم عدد جزيئات ATP التي تشكلت أثناء الأكسدة الكاملة للجلوكوز في الخلايا حقيقية النواة؟ اشرح الجواب.
تفسير. 1) في عملية تحلل السكر ، عندما يتم تكسير جزيء واحد من الجلوكوز ، يتم تكوين جزيئين من حمض البيروفيك وإطلاق الطاقة ، وهو ما يكفي لتخليق جزيئين ATP.
2) إذا تم تشكيل 112 جزيء من حمض البيروفيك ، فإن 112: 2 = 56 جزيء من الجلوكوز خضع للانقسام.
3) مع أكسدة كاملة لكل جزيء من الجلوكوز ، يتم تشكيل 38 جزيء ATP.
لذلك ، مع الأكسدة الكاملة لـ 56 جزيء جلوكوز ، يتم تشكيل 38 × 56 \ u003d 2128 جزيئات ATP
6) خلال مرحلة الأكسجين من الهدم ، تم تشكيل 1368 جزيء ATP. حدد عدد جزيئات الجلوكوز التي تم تشققها وكم عدد جزيئات ATP التي تشكلت نتيجة لتحلل السكر والأكسدة الكاملة؟ اشرح الجواب.
تفسير.
7) خلال مرحلة الأكسجين من الهدم ، تم تشكيل 1368 جزيء ATP. حدد عدد جزيئات الجلوكوز التي تم تشققها وكم عدد جزيئات ATP التي تشكلت نتيجة لتحلل السكر والأكسدة الكاملة؟ اشرح الجواب.
تفسير. 1) في عملية التمثيل الغذائي للطاقة ، يتم تشكيل 36 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد ، لذلك ، 1368: 36 = 38 جزيء جلوكوز خضع لتحلل السكر ، ثم أكسدة كاملة.
2) أثناء تحلل السكر ، يتم تكسير جزيء جلوكوز واحد إلى جزيئين PVC مع تكوين جزيئين ATP. لذلك ، فإن عدد جزيئات ATP المتكونة أثناء تحلل السكر هو 38 × 2 = 76.
3) مع الأكسدة الكاملة لجزيء جلوكوز واحد ، يتم تكوين 38 جزيء ATP ، وبالتالي ، مع أكسدة كاملة لـ 38 جزيء جلوكوز ، يتم تشكيل 38 × 38 = 1444 جزيء ATP.
8) في عملية الإذابة ، تم شق 7 مول من الجلوكوز ، خضع 2 مول منها فقط للانقسام الكامل (الأكسجين). حدد:
أ) عدد مولات حمض اللاكتيك وثاني أكسيد الكربون التي تتشكل في هذه الحالة ؛
ب) عدد مولات ATP التي يتم تصنيعها في هذه الحالة ؛
ج) مقدار الطاقة وبأي شكل تتراكم في جزيئات ATP هذه ؛
د) كم عدد مولات الأكسجين التي تنفق على أكسدة حمض اللاكتيك الناتج.
المحلول.
1) من 7 مول من الجلوكوز ، خضع 2 للانقسام الكامل ، 5 - ليس النصف (7-2 = 5):
2) تكوين معادلة للتحلل غير الكامل لـ 5 مول من الجلوكوز ؛ 5C 6 H 12 O 6 + 5 2H 3 PO 4 + 5 2ADP = 5 2C 3 H 6 O 3 + 5 2ATP + 5 2H 2 O ؛
3) يجعل المعادلة الكلية للتحلل الكامل لـ 2 مول من الجلوكوز:
2С 6 H 12 O 6 + 2 6O 2 +2 38H 3 PO 4 + 2 38ADP = 2 6CO 2 +2 38ATP + 2 6H 2 O + 2 38H 2 O ؛
4) لخص كمية ATP: (38 2) + (5 2) = 86 مول من ATP ؛ 5) تحديد كمية الطاقة في جزيئات ATP: 86 40 kJ = 3440 kJ.
إجابه:
أ) 10 مول من حمض اللاكتيك ، 12 مول من ثاني أكسيد الكربون ؛
ب) 86 مول من ATP ؛
ج) 3440 كيلو جول ، على شكل طاقة الرابطة الكيميائية للروابط الكبيرة في جزيء ATP ؛
د) 12 مول O 2
9) نتيجة للتشوه ، تم تكوين 5 مول من حمض اللاكتيك و 27 مول من ثاني أكسيد الكربون في الخلايا. حدد:
أ) عدد مولات الجلوكوز التي تم استهلاكها إجمالاً ؛
ب) كم منهم خضع فقط غير مكتمل وعدد الانقسام الكامل ؛
ج) كم يتم تصنيع ATP وكمية الطاقة المتراكمة ؛
د) عدد مولات الأكسجين المستهلكة لأكسدة حمض اللاكتيك الناتج.
إجابه:
ب) 4.5 مول كامل + 2.5 مول غير مكتمل ؛
ج) 176 مول ATP ، 7040 كيلو جول ؛
وينبغي النظر في:
- ردود الفعل التي تترافق مع تكلفة أو تكوين ATP و GTP ؛
- التفاعلات التي تنتج NADH و FADH 2 واستخدامها ؛
- نظرًا لأن الجلوكوز يتكون من ثلاثة أضعاف ، فإن جميع المركبات التي تتكون أسفل تفاعل GAF-dehydrogenase تتشكل بكمية مزدوجة (نسبة إلى الجلوكوز).
حساب ATP في الأكسدة اللاهوائية
مواقع تحلل السكر المرتبطة بتكوين الطاقة وإنفاقها
في المرحلة التحضيرية ، يتم إنفاق 2 جزيء ATP على تنشيط الجلوكوز ، فوسفات كل منها على ثلاثي - فوسفات جليسيرالديهيد وفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون.
تتضمن المرحلة الثانية التالية جزيئين من فوسفات الغليسيرالدهيد ، يتأكسد كل منهما إلى البيروفات مع تكوين جزيئين ATP في التفاعل السابع والعاشر - تفاعلات الفسفرة الركيزة. وهكذا ، بإيجاز ، فإننا نصل إلى طريقنا من الجلوكوز إلى البيروفات شكل نقييتم إنتاج 2 جزيئات ATP.
ومع ذلك ، يجب على المرء أن يضع في اعتباره التفاعل الخامس ، وهو تفاعل نازعة هيدروجيناز فوسفات الغليسيرالدهيد ، والذي يتم إطلاق NADH منه. إذا كانت الظروف لاهوائية ، فإنه يستخدم في تفاعل اللاكتات ديهيدروجينيز ، حيث يتأكسد لتشكيل اللاكتات ولا يشارك في إنتاج ATP.
حساب تأثير الطاقة لأكسدة الجلوكوز اللاهوائي
الأكسدة الهوائية
مواقع أكسدة الجلوكوز المرتبطة بتوليد الطاقة
إذا كان هناك أكسجين في الخلية ، فسيتم إرسال NADH من تحلل السكر إلى الميتوكوندريا (أنظمة مكوكية) ، إلى عمليات الفسفرة المؤكسدة ، وهناك تجلب الأكسدة أرباحًا على شكل ثلاثة جزيئات ATP.
في ظل الظروف الهوائية ، يتم تحويل البيروفات المتكونة في تحلل السكر في مركب PVC-dehydrogenase إلى acetyl-S-CoA ، مع تكوين جزيء 1 NADH.
يشارك Acetyl-S-CoA في TCA ويتأكسد ويعطي 3 جزيئات NADH وجزيء 1 FADH 2 وجزيء GTP واحد. تنتقل جزيئات NADH و FADH 2 إلى السلسلة التنفسية ، حيث يتم تكوين ما مجموعه 11 جزيء ATP عندما تتأكسد. بشكل عام ، أثناء احتراق مجموعة أسيتو واحدة في TCA ، يتم تكوين 12 جزيء ATP.
بتلخيص نتائج أكسدة "حال السكر" و "نازعة هيدروجين البيروفات" NADH ، ATP "الحال للجلوكوز" ، وإنتاجية الطاقة لـ TCA وضرب كل شيء في 2 ، نحصل على 38 جزيء ATP.
يمكننا تحديد العدد الإجمالي لجزيئات ATP، والذي يتكون أثناء تفكك جزيء واحد من الجلوكوز في ظل الظروف المثلى.
1. أثناء تحلل السكريتم تشكيل 4 جزيئات ATP: يتم استهلاك جزيئين ATP في المرحلة الأولى من فسفرة الجلوكوز ، وهو أمر ضروري لمسار عملية تحلل السكر ، ويكون صافي إنتاج ATP أثناء تحلل السكر 2 جزيء ATP.
2. في النهاية دورة حمض الستريك يتم إنتاج جزيء واحد من ATP. ومع ذلك ، نظرًا لحقيقة أن جزيء واحد من الجلوكوز ينقسم إلى جزيئين من حمض البيروفيك ، كل منها يمر خلال دورة كريبس ، يتم الحصول على عائد صافٍ من ATP لكل جزيء واحد من الجلوكوز يساوي 2 جزيء ATP.
3. أكسدة الجلوكوز الكاملةيتم تكوين ما مجموعه 24 ذرة هيدروجين فيما يتعلق بعملية تحلل السكر ودورة حامض الستريك ، 20 منها تتأكسد وفقًا لآلية التناضض الكيميائي مع إطلاق 3 جزيئات ATP لكل ذرتين من الهيدروجين. والنتيجة هي 30 جزيء ATP آخر.
4. أربع ذرات متبقيةيتم إطلاق الهيدروجين تحت تأثير نازعات الهيدروجين ويتم تضمينه في دورة الأكسدة الكيميائية في الميتوكوندريا بالإضافة إلى المرحلة الأولى. يترافق أكسدة ذرتين من الهيدروجين مع إنتاج 2 جزيء ATP ، مما ينتج عنه 4 جزيئات ATP أخرى.
ضع كل شيء معا الجزيئات الناتجة، نحصل على 38 جزيء ATP كأقصى قدر ممكن عندما يتأكسد جزيء واحد من الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. لذلك ، يمكن تخزين 456000 سعرة حرارية في شكل ATP من أصل 686000 سعرة حرارية تم الحصول عليها من الأكسدة الكاملة لجزيء الجلوكوز 1 جرام. تبلغ كفاءة تحويل الطاقة التي توفرها هذه الآلية حوالي 66٪. يتم تحويل نسبة 34٪ المتبقية من الطاقة إلى حرارة ولا يمكن للخلايا استخدامها لأداء وظائف محددة.
إطلاق الطاقة من الجليكوجين
مستمر إطلاق الطاقة من الجلوكوزعندما لا تحتاج الخلايا إلى الطاقة ، فإنها ستكون عملية مهدرة للغاية. يتم التحكم باستمرار في تحلل السكر والأكسدة اللاحقة لذرات الهيدروجين وفقًا لاحتياجات الخلايا في ATP. يتم تنفيذ هذا التحكم من خلال العديد من المتغيرات من آليات التحكم. استجابةخلال التفاعلات الكيميائية. من أهم التأثيرات من هذا النوع تراكيز ADP و ATP ، التي تتحكم في معدل التفاعلات الكيميائية أثناء عمليات تبادل الطاقة.
واحد من طرق مهمة الذي يسمح لـ ATP بالتحكم في استقلاب الطاقة هو تثبيط إنزيم phosphofructokinase. يضمن هذا الإنزيم تكوين الفركتوز -1،6-ثنائي الفوسفات - إحدى المراحل الأولية لتحلل السكر ، وبالتالي فإن التأثير الناتج عن زيادة ATP في الخلية سيكون بمثابة تثبيط أو حتى إيقاف تحلل الجلوكوز ، والذي بدوره سيؤدي إلى تثبيط من استقلاب الكربوهيدرات. ADP (وكذلك AMP) لهما تأثير معاكس على فسفوفركتوكيناز ، مما يزيد من نشاطه بشكل ملحوظ. عندما تستخدم الأنسجة ATP لتوفير الطاقة لمعظم التفاعلات الكيميائية في الخلايا ، فإن هذا يقلل من تثبيط إنزيم فوسفوفركتوكيناز ، علاوة على ذلك ، يزداد نشاطه بالتوازي مع زيادة تركيز ADP. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق عمليات تحلل السكر ، مما يؤدي إلى استعادة احتياطيات ATP في الخلايا.
طريق اخر السيطرة بوساطة الستراتتشكلت في دورة حامض الستريك. إن وجود فائض من هذه الأيونات يقلل بشكل كبير من نشاط إنزيم فسفوفركتوكيناز ، والذي يمنع تحلل السكر من تجاوز معدل استخدام حمض البيروفيك ، والذي يتكون نتيجة تحلل الجلوكوز في دورة حمض الستريك.
الطريقة الثالثة باستخدام وهو نظام ATP-ADP-AMPيمكن التحكم في عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات وإدارة إطلاق الطاقة من الدهون والبروتينات على النحو التالي. بالعودة إلى التفاعلات الكيميائية المختلفة التي تعمل كطريقة لإطلاق الطاقة ، يمكننا أن نرى أنه إذا تم تحويل كل AMP المتاح بالفعل إلى ATP ، يصبح تكوين ATP الإضافي مستحيلًا. نتيجة لذلك ، يتم إيقاف جميع عمليات استخدام العناصر الغذائية (الجلوكوز والبروتينات والدهون) للحصول على الطاقة في شكل ATP. فقط بعد استخدام ATP المُشكل كمصدر للطاقة في الخلايا لتوفير مجموعة متنوعة من الوظائف الفسيولوجية ، سيبدأ ADP و AMP اللذان يظهران حديثًا عمليات إنتاج الطاقة ، والتي يتم خلالها تحويل ADP و AMP إلى ATP. يحافظ هذا المسار تلقائيًا على حفظ بعض احتياطيات ATP ، باستثناء حالات النشاط الخلوي الشديد ، مثل أثناء المجهود البدني الشديد.