Trong cơ thể, 1 NADH bằng bao nhiêu ATP?

NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) là một coenzyme quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ thể. Đặc biệt, NADH tham gia vào chuỗi chuyển electron và phosphorylation oxy hóa, quá trình giúp sản xuất ATP, nguồn năng lượng chính của tế bào. Trong bài viết này, chúng ta sẽ giải thích 1 NADH bằng bao nhiêu ATP, mối liên hệ giữa NAD và ATP, và cơ chế tạo ra năng lượng ATP từ NADH.

Chuỗi truyền electron trong quá trình hô hấp tế bào 

I. Giới thiệu về NADH và ATP

1. NADH là gì?

NADH là dạng khử của Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+), một coenzyme tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa trong cơ thể. Trong quá trình hô hấp tế bào, NAD+ nhận electron và proton từ các phân tử thức ăn để trở thành NADH. NADH sau đó tiếp tục tham gia vào chuỗi chuyển electron, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra năng lượng cho tế bào.

2. ATP là gì?

ATP (Adenosine Triphosphate) là phân tử mang năng lượng chính của tế bào, có vai trò cung cấp năng lượng cho các phản ứng sinh hóa và hoạt động tế bào. Mỗi phân tử ATP chứa ba nhóm phosphate, và năng lượng ATP được giải phóng khi các liên kết giữa các nhóm phosphate bị phá vỡ.

II. Quá trình chuyển hóa NADH thành ATP

1. Quá trình hô hấp tế bào

Hô hấp tế bào là quá trình giúp tế bào chuyển hóa các phân tử thức ăn thành năng lượng dưới dạng ATP. Hô hấp tế bào có ba giai đoạn chính:

• Glycolysis (phân giải glucose),
• Chu trình axit citric (còn gọi là chu trình Krebs),
• Chuỗi chuyển electron và phosphorylation oxy hóa.

Trong quá trình này, NADH được tạo ra chủ yếu trong giai đoạn glycolysis và chu trình axit citric.

2. Chuỗi chuyển electron và phosphorylation oxy hóa

Quá trình sản xuất ATP từ NADH diễn ra chủ yếu trong chuỗi chuyển electron, xảy ra ở màng trong của ty thể. Khi NADH tham gia vào chuỗi chuyển electron, nó sẽ truyền các electron đến các phức hợp protein trong chuỗi này. Cùng với đó, proton (H+) được bơm qua màng trong của ty thể, tạo ra một gradient proton. Điều này tạo ra năng lượng cần thiết để phosphorylation oxy hóa xảy ra, từ đó tạo ra ATP từ ADP và phosphate.

III. Mối quan hệ giữa NADH và ATP

1. 1 NADH bằng bao nhiêu ATP?

Mỗi phân tử NADH có thể tạo ra khoảng 3 ATP trong quá trình phosphorylation oxy hóa. Cụ thể: NADH tham gia vào chuỗi chuyển electron và giúp bơm proton vào không gian giữa màng ty thể. Khi proton di chuyển qua ATP synthase (enzyme tạo ATP), năng lượng này được sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và phosphate.

Tuy nhiên, con số 3 ATP cho mỗi NADH không phải là một giá trị tuyệt đối trong tất cả các tình huống, mà là một ước tính trung bình dựa trên mô hình chuỗi chuyển electron trong hô hấp tế bào. Trong một số nghiên cứu, con số này có thể dao động từ 2.5 đến 3 ATP mỗi NADH.

2. Lý do tại sao 1 NADH tạo ra 3 ATP

Sự tạo ra 3 ATP từ mỗi NADH là kết quả của các bước trong chuỗi chuyển electron. Cụ thể:

• NADH cung cấp các electron cho phức hợp I của chuỗi chuyển electron.
• Các electron này được truyền qua các phức hợp protein, đồng thời tạo ra một gradient proton (H+).
• Gradient proton này tạo ra lực đẩy giúp proton di chuyển qua ATP synthase, nơi ATP được tổng hợp từ ADP và phosphate.

IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả chuyển hóa NADH thành ATP

1. Mức độ oxy trong tế bào

Quá trình phosphorylation oxy hóa chỉ có thể diễn ra khi có đủ oxy. Oxy đóng vai trò là electron nhận cuối cùng trong chuỗi chuyển electron. Nếu thiếu oxy, chuỗi chuyển electron không thể hoạt động hiệu quả, và quá trình hô hấp tế bào sẽ chuyển sang chế độ kỵ khí, không tạo ra ATP hiệu quả như khi có oxy.

2. Hiệu suất của chuỗi chuyển electron

Các yếu tố như tình trạng sức khỏe của tế bào, mức độ căng thẳng và tác động từ các chất độc hại có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chuỗi chuyển electron. Một chuỗi chuyển electron hoạt động hiệu quả sẽ tạo ra nhiều ATP hơn từ mỗi NADH.

Nếu bạn băn khoăn 1 NADH bằng bao nhiêu ATP thì bạn cân nhớ: Trong cơ thể, 1 NADH có thể tạo ra 3 ATP qua quá trình phosphorylation oxy hóa trong chuỗi chuyển electron. Đây là một phần quan trọng trong việc tạo ra năng lượng ATP, giúp tế bào duy trì hoạt động sống và thực hiện các chức năng sinh lý thiết yếu. Quá trình này không chỉ liên quan đến NAD+ và ATP, mà còn thể hiện sự tương tác chặt chẽ giữa các yếu tố sinh học để cung cấp năng lượng cho cơ thể. Nhờ có NADH, tế bào có thể duy trì mức ATP cần thiết để hoạt động một cách hiệu quả.

Drip Hydration là thương hiệu truyền tĩnh mạch (IV) nổi tiếng từ Mỹ, cung cấp nhiều giải pháp truyền tĩnh mạch để trẻ hóa tế bào thần kinh và não bộ, chống lão hóa và tăng cường năng lượng (trong đó có phác đồ truyền NAD+ đường tĩnh mạch để hỗ trợ cải thiện lão hóa). Liên hệ với Drip Hydration để đặt hẹn và tư vấn về truyền NAD+ trẻ hóa não bộ.

Tài liệu tham khảo:

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9885/
• https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/coenzyme-nadh
• https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cellular-energetics/cellular-respiration-ap/a/oxidative-phosphorylation-etc

Đọc thêm:

• Các chỉ số nào ‘đo’ được mức độ lão hóa của cơ thể?