гликоза

От химическа гледна точка, глюкозата е шест въглеродна захар и следователно попада в категорията на хексозите.

Глюкозата е монозахарид, т.е. захар, която не може да се хидролизира в по-прост въглехидрат.

Повечето от съставните захари, присъстващи във фуража, се разцепват и редуцират до глюкоза и други прости въглехидрати.

Всъщност, глюкозата се получава чрез хидролиза на много въглехидрати, включително захароза, малтоза, целулоза, нишесте и гликоген.

Черният дроб е в състояние да преобразува други прости захари като фруктоза в глюкоза.

Като се започне от глюкозата е възможно да се синтезират всички въглехидрати, необходими за оцеляването на организма.

Нивото на глюкоза в кръвта и тъканите е точно регулирано от някои хормони (инсулин и глюкагон); излишната глюкоза се съхранява в някои тъкани, включително мускулите, под формата на гликоген.

В дълбочина:

глюкоза като храна (декстроза)
кръвна захар (кръвна захар)
глюкоза в урината (гликозурия)
Преносители на глюкоза GLUT
Променен глюкозен толеранс
OGTT Глюкозен орален глюкозен тест
Цикъл на аланин глюкоза
глюкозен сироп

гликолизата

Важен клетъчен метаболитен път, отговорен за превръщането на глюкозата в по-прости молекули и производството на енергия под формата на аденозин трифосфат (АТФ).

Гликолизата е химичен процес, при който молекулата на глюкозата се разделя на две молекули пировинова киселина; тази реакция води до производство на енергия, съхранявана в 2 АТР молекули.

Гликолизата има особеността да може да се появява както в присъствието, така и в отсъствието на кислород, дори ако във втория случай се произвежда по-малко енергия.

В аеробни условия молекулите на пирувиновата киселина могат да влязат в цикъла на Кребс и да претърпят серия от реакции, които определят пълното им разграждане до въглероден диоксид и вода.
В анаеробни условия, обаче, молекулите на пирувиновата киселина се разграждат в други органични съединения, като млечна киселина или оцетна киселина, чрез ферментационния процес.

Етапи на гликолиза

Основните събития, които характеризират процеса на гликолизата са:

глюкозно фосфорилиране: две фосфатни групи се добавят към глюкозната молекула, доставяна от две АТР молекули, които на свой ред стават ADP. Така се образува глюкозо 1, 6-дифосфат;

трансформация в фруктоза 1, 6-дифосфат : 1, 6-дифосфат глюкоза се трансформира в фруктоза 1, 6-дифосфат, междинно съединение с шест въглеродни атома, което от своя страна се разделя на две по-прости съединения, всяка съдържаща три въглеродни атома: дихидроксиацетон фосфат и глицералдехид 3-фосфат. Дихидроксиацетон фосфатът се превръща в друга 3-фосфатна глицералдехидна молекула;

образуване на пирувинова киселина : двете съединения с три въглеродни атома се трансформират в 1, 3-дифосфоглице-ратна киселина; след това във фосфоглицерат; след това във фосфоенолпируват; най-накрая, в две молекули пирувинова киселина.

По време на тези реакции се синтезират четири молекули АТР и 2 от NADH.

Оценка на ситуацията

Гликолизата, започваща от глюкозна молекула, позволява да се получи:

нетното производство на 2 молекули АТР
образуването на 2 молекули на съединение, NADH (никотинамид аденин динуклеотид), което действа като транспортер на енергия.

Значение на гликолизата

В живите същества гликолизата е първият етап от метаболитните пътища на производството на енергия; позволява използването на глюкоза и други прости захари, като фруктоза и галактоза. При хората, някои тъкани, които обикновено имат аеробен метаболизъм в определени условия на дефицит на кислород, имат способността да извличат енергия благодарение на гликолизата. Това се случва например в набраздена мускулна тъкан, подложена на интензивно и продължително физическо натоварване. По този начин гъвкавостта на системата за производство на енергия, която може да следва различни химически начини, позволява на тялото да задоволи нуждите си. Обаче, не всички тъкани могат да издържат на отсъствието на кислород; сърдечният мускул, например, има по-ниска способност за извършване на гликолиза, така че е по-трудно да се понасят анаеробиозните състояния.

задълбочаване на гликолизата »

Гликолиза анаеробия

В условията на анаеробиоза (липса на кислород) пируватът се трансформира в две молекули млечна киселина с освобождаване на енергия под формата на АТФ.

Този процес, който произвежда 2 молекули АТФ, не може да продължи повече от 1 или 2 минути, тъй като натрупването на млечна киселина предизвиква усещане за умора и затруднява свиването на мускулите.

В присъствието на кислород, млечната киселина, която се образува, се трансформира в пирувинова киселина, която след това се метаболизира благодарение на цикъла на Кребс.

Цикълът на Кребс

Група от химични реакции, които протичат вътре в клетката по време на процеса на клетъчно дишане. Тези реакции са отговорни за превръщането на молекулите, идващи от гликолизата, в въглероден диоксид, вода и енергия. Този процес, предпочитан от седем ензима, също се нарича цикъл от трикарбонови киселини или лимонена киселина. Цикълът на Кребс е активен във всички животни, висши растения и повечето бактерии. В еукариотните клетки цикълът се среща в клетъчна органела, наречена митохондрия. Откриването на този цикъл се приписва на британския биохимик Ханс Адолф Кребс, който през 1937 г. описва основните си пасажи.

ОСНОВНИ РЕАКЦИИ

В края на гликолизата се образуват две пируватни молекули, които влизат в митохондриите и се трансформират в ацетилни групи. Всяка ацетилна група, съдържаща два въглеродни атома, се свързва с коензим, образувайки съединение, наречено ацетилхензим А.

Това, на свой ред, се комбинира с четири-въглеродна молекула, оксалацетат, за да се образува шест-въглеродно съединение, лимонена киселина. В последователните пасажи на цикъла, молекулата лимонена киселина постепенно се преработва, като по този начин губи два въглеродни атома, които се елиминират под формата на въглероден диоксид. В тези стъпки се освобождават и четири електрона, които ще се използват за последната стъпка на клетъчното дишане, окислително фосфорилиране.

задълбочаване на цикъла на Кребс »

Окислително фосфорилиране

Третата фаза на клетъчното дишане се нарича окислително фосфорилиране и се среща на нивото на митохондриалните хребети (гънки на вътрешната мембрана на митохондриите). Тя се състои в прехвърлянето на електроните на водорода от NADH в транспортна верига (наречена респираторна верига), образувана от цитохроми, до кислород, който представлява крайният акцептор на електроните. Преминаването на електроните включва освобождаване на енергия, която се съхранява в връзките на 36 молекули аденозин дифосфат (ADP) чрез свързване на фосфатна група и което води до синтез на 36 молекули АТР. От намаляването на кислорода и йони H +, образувани след прехвърлянето на електрони от NADH и FADH, водните молекули се добавят към тези, получени с цикъла на Кребс.

Синтезни механизми на АТФ

Протоните се пропускат през вътрешната мембрана на митохондрията в улеснен процес на дифузия. Така ензимът АТР синтетаза получава достатъчно енергия за продуциране на АТР молекули, прехвърляне на фосфатна група към ADP.

Прехвърлянето на електрони през дихателната верига изисква намеса на ензими, наречени дехидрогенази, които имат функцията "разкъсване" на водорода до донорните молекули (FADH и NADH), така че те произвеждат H + йони и електрони за дихателната верига. ; освен това, този процес изисква наличието на някои витамини (по-специално, витамин С, Е, К и витамин В2 или рибофлавин).

Точка на ситуацията:

разрушаването на глюкозата по аеробен път (цикъл на Кребс) води до образуването на 38 АТР
разрушаването на глюкозата чрез анаеробия (гликолиза) води до образуването на 2 АТР