Glucoză
Glucoza este un carbohidrat și este cel mai important zahăr din metabolismul uman. Glucoza este numită zahăr simplu sau monozaharidă, deoarece este una dintre cele mai mici unități care are caracteristicile acestei clase de carbohidrați. Glucoza se mai numește uneori și dextroză. Siropul de porumb este în principal glucoză. Glucoza este una dintre principalele molecule care servesc ca surse de energie pentru plante și animale. Se găsește în seva plantelor și în fluxul sanguin uman, unde este cunoscut sub numele de „zahăr din sânge”. Concentrația normală de glucoză în sânge este de aproximativ 0,1%, dar devine mult mai mare la persoanele care suferă de diabet.
Când este oxidată în organism într-un proces numit metabolism, glucoza produce dioxid de carbon, apă și unii compuși de azot și, în acest proces, furnizează energie care poate fi utilizată de celule. Producția de energie este de aproximativ 686 kilocalorini (2.870 kilojoule) per mol, care poate fi folosită pentru a lucra sau pentru a menține corpul cald. Această cifră energetică este schimbarea energiei libere Gibbs ΔG în reacție, măsura cantității maxime de lucru obținute din reacție. Ca sursă primară de energie în organism, nu necesită digestie și este adesea administrată persoanelor din spitale ca nutrient, intravenos.
Energia din glucoză se obține prin reacția de oxidare
unde un mol de glucoză (aproximativ 180 de grame) reacționează cu șase moli de O2 cu un randament energetic ΔG = 2870 kJ. Cei șase moli de oxigen la STP ar ocupa 6 x 22,4 L = 134 litri. Randamentul energetic al glucozei este adesea exprimat ca randament pe litru de oxigen, ceea ce ar da 5,1 kcal pe litru sau 21,4 kJ pe litru. Acest randament energetic poate fi măsurat printr-un proces de ardere a glucozei și măsurarea ulterioară a energiei eliberate într-un calorimetru.
Cu toate acestea, la organismele vii, oxidarea glucozei contribuie la o serie de reacții biochimice complexe care furnizează energia necesară celulelor. Primul pas în descompunerea glucozei în toate celulele este glicoliza, producția de piruvat, care este punctul de plecare pentru toate celelalte procese din respirația celulară. În celulele în care este prezent oxigen (respirație aerobă), aceste procese au fost modelate în ciclul TCA sau Krebs. O parte importantă în utilizarea energiei de oxidare a glucozei este transformarea ADP în ATP, cu molecula de ATP bogată în energie, utilizată ulterior ca monedă energetică în celulă.