Det som bryter ner födan är vår matspjälkning eller rättare sagt vår matspjälkning för födan smälts ju inte ner den spjälkas upp i sina beståndsdelar. Det sker genom enzymer. Fett som finns i grädde eller olja bryts ned i sina molekylära beståndsdelar glycerol och fettsyror. Proteiner, äggviteämnen från kött, ägg och mjölkprodukter bryts steg för steg ned till aminosyror. Stärkelse, kolhydrater som finns i t.e.x potatis, bröd och pasta bryts ned till enkla sockerarter som druvsocker. När maten har spjälkats upp på det här viset kan molekylerna passera genom tarmväggen ut i blodomloppet. Där tas de slutligen upp av cellerna i olika vävnader. En del av molekylerna används av cellerna som råmaterial för att bygga upp olika ämnen som kroppen behöver.

Bild: Proteiner blir aminosyror, fetter blir glycerol och fettsyror och kolhydrater blir druvsocker.

(https://skolansgladapussel.wordpress.com/2015/10/)

Aminosyrorna från det spjälkade proteinet kan användas i nya kombinationer för att bygga upp helt nya proteiner, just de som cellen själv behöver för många olika ändamål. Andra molekyler blir bränsle som ger cellen energi. Det är särskilt en molekyl som är huvudleverantören av energi och det är druvsocker, glukos. Energin finns lagrad i glukosmolekylen som potentiell energi som ligger och väntar på att lösgöras. Exempelvis bensinen till bilen innehåller också potentiell energi som kan lösgöras vid förbränning och ge värme. När bilens motor startas frigörs energi i bensinen och motorn omvandlar den till rörelseenergi. Rörelseenergi eller kinetisk energi är energi som uträttar energi i form av rörelse. I ett äpple finns det ungefär 300 kJ av potentiell energi. 100 g glukos innehåller ungeför 1600 kJ.

Bild: Glukosmolekyl.

(https://se.dreamstime.com/arkivfoton-glukosmolekyl-image40168393)

Det är ganska mycket energi och om allt kom löst på en gång skulle det få allvarliga konsekvenser i vår kropp. När olika ämnen brinner fritt frigörs deras energi mycket snabbt vilket sker t.e.x i en brasa. Men i vår kropp måste förbränningen ske mycket saktare och vid mycket lägre temperatur, annars skulle våra celler inte fungera. De skulle bli kokta eller rent av stekta och vi skulle dö. Glukos och andra energirika molekyler förbränns alltså sakta i vår kropp vid bara 37 graders temperatur. Det klaras genom att förbränningen sker i många små steg med hjälp av flera olika enzym.

Vi kan föreställa oss en stegvis frigörelse av energi som en stenkula på en plattform med trappsteg åt ena hållet och en rak sida åt det andra. Stenkulan får symbolisera den potentiella energin som frigörs när kulan faller till marken. Om kulan faller på ena sidan frigörs all energi på en gång, men om den faller ner för trappan frigörs energi lite i taget. På samma sätt frigörs energin i glukos inte på en enda gång utan stegvis. Man kan också tänka sig en glukosmolekyl som en sedel. Cellen är som en myntautomat, den kan inte använda sedeln direkt som den är eftersom den är för stor.

Men cellen kan växla sedeln och få mynt som sedan passar i cellens maskineri. Mynten som cellen kan använda är molekyler av adenosintrifosfat (ATP). ATP är det grundläggande myntet som används i hela cellens energiomsättning. Den kemiska strukturen hos ATP-molekylen är en molekyl av adenosin och tre mindre fosfatgrupper.

Bild: Adenosintrifosfat har en betydande roll i ämnesomsättningen och som neurotransmittor.

(https://nutrientjournal.com/adenosine-5-triphosphate-atp-supplementation-boost-strength-reduces-fatigue/)

De två sista fosfatgrupperna sitter fast med mycket energirika bindningar och de är de här bindningarna, särskilt den yttersta som är nyckeln till ATP:s förmåga att frigöra, lagra och överföra energi. När en cell behöver energi bryts den ytersta bindningen upp och då frigörs denlagrade energin. Genom att cellen kan bestämma hur många ATP-molekyler som ska bryta upp sina bindningar kan den reglera mängden energi som släpps fri. Det är ATP som får löparens muskler att arbeta och får dennes hjärta att pumpa runt blod i kroppen. ATP gör det möjligt för hjärncellerna i hjärnan att skicka elektriska och kemiska budskap till varandra så att vi kan tänka och ta in information från omvärlden.

När den yttersta fosfatgruppen har brutits loss och energi har släppts fri blir ATP i stället ADP, adenosindifosfat. ADP kan bli ATP igen om en fosfatgrupp binds till molekylen men för detta krävs att energi tillförs.

Bild: Adenosindifosfat bildas när den yttersta fosfatgruppen har brutits loss och energi släpps fri.

(https://ndla.no/nb/node/3366?fag=7)

Vi har alltså ett kretslopp en cykel, där en fosfatgrupp binds till ADP med hjälp av energi som kommer från nedbrytningen av glukos. ADP förvandlas till ATP och den energi som nu ligger lagrad i ATP-molekylen kan användas på rätt plats vid rätt tid, genom att den ger ifrån sig fosfatgrupper och energi. ATP är nu ADP och processen kan starta igen. I en cell sker det här kretsloppet hela tiden, många gånger varje sekund. Hela processen där energi överförs till ATP från glukos brukar man kalla cellandningen. Hos alla högre levande varelser sker processen i två viktiga steg, med syre eller utan hjälp av syre. Utan syre kallas andningen anaerob och när syre är med kallas det aerob andning.

Bild: Cellandningen.

Film: drive.google.com/file/d/0B2VSNOWBAXckNmpIQTY3dzU1cU0/view?usp=sharing