1。グルコース代謝: ニューロンは主にグルコースを主なエネルギー源として使用します。グルコースは、細胞膜の特殊なグルコース輸送体を介してニューロンに入る糖分子です。
2。糖分解: ニューロン内に入ると、グルコースは解糖として知られる一連の化学反応を受けます。解糖は細胞質で発生し、グルコースをピルビン酸を含む小さな分子に分解し、細胞の主要なエネルギー通貨として機能する分子であるATP(アデノシン三リン酸)の形で少量のエネルギーを放出します。
3。ミトコンドリア輸送: 解糖中に生成されたピルビン酸分子は、ミトコンドリアに輸送されます。ここで、彼らはクエン酸サイクル(クレブスサイクルとも呼ばれます)に入ります。これは、ピルビン酸をさらに分解してエネルギーを放出する一連の化学反応です。
4。 citric酸サイクル: クエン酸サイクルでは、ピルビン酸分子をコエンザイムA(COA)と組み合わせて、サイクルに入るアセチルCOAを形成します。アセチルCOAがサイクルを通過すると、二酸化炭素(CO2)を放出し、ATPを生成し、NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)やFADH2(フラビンアデニンジヌクレオチド)などの高エネルギー電子キャリアを生成する一連の反応を受けます。
5。電子輸送チェーン: クエン酸サイクルで生成されたNADHおよびFADH2分子は、ミトコンドリアの内膜に位置する一連のタンパク質複合体である電子輸送鎖に高エネルギー電子を運びます。電子が鎖を通過すると、そのエネルギーを使用して、ミトコンドリアマトリックスから膜間空間に水素イオン(H+)をポンピングし、プロトン勾配を作成します。
6。 ATP合成: 電子輸送鎖によって生成されたプロトン勾配は、酸化的リン酸化として知られるエネルギー生成の最終ステップを駆動します。プロトンの流れは、酵素であるATPシンターゼを介してミトコンドリアマトリックスに戻り、ADP(アデノシン二リン酸)および無機リン酸(PI)からのATPの合成を駆動します。
細胞呼吸のこのプロセスを通じて、ニューロンはグルコースに保存された化学エネルギーを、細胞の普遍的なエネルギー通貨であるATPに変換します。その後、ATPは、ニューロンの軸索に沿った電気信号(活動電位)の伝達、細胞膜を横切るイオンと分子の活性輸送、必須細胞成分の合成など、さまざまな細胞プロセスを燃料補給するために使用されます。