Glikoliza

Glikoliza (z greckiego. Glycys - słodka i liza - rozpuszczanie, rozkład) to sekwencja reakcji enzymatycznych prowadząca do konwersji glukozy w pirogronian z jednoczesnym tworzeniem ATP.

W warunkach tlenowych pirogronian przenika do mitochondriów, gdzie jest całkowicie utleniony do CO.₂ i H₂O. Jeśli zawartość tlenu nie jest wystarczająca, jak to może być w przypadku aktywnie kurczących się mięśni, pirogronian przekształca się w mleczan.

Tak więc glikoliza to nie tylko główny sposób wykorzystania glukozy w komórkach, ale także unikalny sposób, ponieważ może ona używać tlenu, jeśli

ten drugi jest dostępny (warunki tlenowe), ale może również wystąpić przy braku tlenu (warunki beztlenowe).

Glikoliza beztlenowa jest złożonym procesem enzymatycznym służącym do rozkładu glukozy, który występuje w tkankach ludzi i zwierząt bez zużycia tlenu. Końcowym produktem glikolizy jest kwas mlekowy. ATP powstaje podczas glikolizy. Równanie całkowitej glikolizy można przedstawić w następujący sposób:

W warunkach beztlenowych glikoliza jest jedynym procesem dostarczania energii w organizmie zwierzęcia. To dzięki glikolizie organizm ludzki i zwierzęta mogą wykonywać pewien okres wielu funkcji fizjologicznych w warunkach niedoboru tlenu. W przypadkach, w których glikoliza zachodzi w obecności tlenu, mówią o tlenowej glikolizie.

Sekwencja reakcji beztlenowej glikolizy, jak również ich produkty pośrednie, została dobrze przebadana. Proces glikolizy jest katalizowany przez jedenaście enzymów, z których większość jest izolowana w jednorodnej, klastycznej lub wysoce oczyszczonej formie, której właściwości są dość dobrze znane. Należy zauważyć, że glikoliza zachodzi w osoczu halo (cytosolu) komórki.

Pierwszą reakcją enzymatycznej glikolizy jest fosforylacja, tj. przeniesienie pozostałości ortofosforanu do glukozy przez ATP. Reakcja jest katalizowana przez enzym heksokinazę:

Tworzeniu się glukozo-6-fosforanu w reakcji heksokinazy towarzyszy uwolnienie znacznej ilości wolnej energii układu i można go uznać za praktycznie nieodwracalny proces.

Najważniejszą właściwością heksokinazy jest jej hamowanie przez glukozo-6-fosforan, tj. ten ostatni służy zarówno jako produkt reakcji, jak i jako inhibitor allosteryczny.

Enzym heksokinaza jest zdolny do katalizowania fosforylacji nie tylko D-glukozy, ale także innych heksoz, w szczególności D-fruktozy, D-mannozy itp. W wątrobie oprócz heksokinazy znajduje się enzym glukokinaza, który katalizuje fosforylację tylko D-glukozy. Enzym ten jest nieobecny w tkance mięśniowej (szczegóły - patrz Rozdział 16).

Drugą reakcją glikolizy jest konwersja glukozo-6-fosforanu przez działanie enzymu izomerazy glukozo-6-fosforanowej na fruktozo-6-fosforan:

Ta reakcja przebiega łatwo w obu kierunkach i nie wymaga żadnych kofaktorów.

Trzecia reakcja jest katalizowana przez enzym fosfofruktokinazę; otrzymany fruktozo-6-fosforan jest ponownie fosforylowany przez drugą cząsteczkę ATP:

Reakcja ta jest praktycznie nieodwracalna, analogicznie do heksokinazy, zachodzi w obecności jonów magnezu i jest najwolniej trwającą reakcją glikolizy. W rzeczywistości ta reakcja określa szybkość glikolizy jako całości.

Fosfofruktokinaza jest jednym z enzymów allosterycznych. Jest hamowany przez ATP i stymulowany przez AMP. Przy znaczących wartościach stosunku ATP / AMP aktywność fosfofruktokinazy jest hamowana, a glikoliza spowalnia. Wręcz przeciwnie, wraz ze spadkiem tego stosunku wzrasta intensywność glikolizy. Zatem w mięśniach niepracujących aktywność fosfofruktokinazy jest niska, a stężenie ATP jest stosunkowo wysokie. Podczas pracy mięśnia występuje intensywne zużycie ATP i zwiększa się aktywność fosfofruktokinazy, co prowadzi do wzrostu procesu glikolizy.

Czwarta reakcja glikolizy jest katalizowana przez enzym aldolazowy. Pod wpływem tego enzymu fruktozo-1,6-bisfosforan dzieli się na dwie fosfotriozy:

Ta reakcja jest odwracalna. W zależności od temperatury równowaga jest ustalana na innym poziomie. Wraz ze wzrostem temperatury, reakcja przesuwa się w kierunku większego tworzenia fosforanów triozy (fosforanu dihydro-xiacetonu i aldehydu 3-glicerynowego).

Piąta reakcja to reakcja izomeryzacji fosforanu triozy. Jest katalizowany przez enzym izomerazę triosefosforanową:

Równowaga tej reakcji izomerazy jest przesunięta w kierunku dihydroksyacetonofosforanu: 95% dihydroksyacetonofosforanu i około 5% gliceraldehyd-3-fosforanu. W następnych reakcjach glikolizy można bezpośrednio włączyć tylko jeden z dwóch utworzonych triosofosforanów, a mianowicie 3-fosforan gliceraldehydu. W rezultacie, gdy forma aldehydowa fosfo-triozy jest dalej przekształcana, fosforan di-hydroksyacetonu przekształca się w 3-fosforan gliceraldehydu.

Tworzenie gliceraldehydo-3-fosforanu w miarę ukończenia pierwszego etapu glikolizy. Drugi etap jest najtrudniejszy i ważny. Obejmuje reakcję redoks (reakcję utleniania glikolitycznego), połączoną z fosforylacją substratu, podczas której tworzy się ATP.

W wyniku szóstej reakcji aldehydu glicerynowego-3-fosforanu w obecności dehydrogenazy fosforanowej enzymu gliceraldehydowego, koenzym NAD i fosforan nieorganiczny poddaje się swoistemu utlenianiu z utworzeniem kwasu 1,3-bis-fosfoglicerylowego i zredukowanej postaci NAD (NADH). Ta reakcja jest blokowana przez jod lub bromooctan, przebiega w kilku etapach:

1,3-Bisfosfogliceryd jest wysokoenergetycznym związkiem (wiązanie wysokoenergetyczne konwencjonalnie oznaczone jako „tylda”

). Mechanizm działania dehydrogenazy fosforanu gliceraldehydu jest następujący: w obecności fosforanu nieorganicznego NAD + działa jako akceptor wodoru, który jest odcinany od 3-fosforanu gliceraldehydu. W procesie tworzenia NADH gliceraldehyd-3-fosforan wiąże się z cząsteczką enzymu kosztem grup SH tego ostatniego. Powstałe wiązanie jest bogate w energię, ale jest kruche i pęka pod wpływem nieorganicznego fosforanu, z utworzeniem kwasu 1,3-bis-fosfoglicerylowego.

Siódma reakcja jest katalizowana przez kinazę fosfoglicerynianową, podczas gdy bogata w energię reszta fosforanowa (grupa fosforanowa w pozycji 1) jest przenoszona do ADP z utworzeniem ATP i kwasu 3-fosfoglicerolowego (3-fosfoglicerynian):

Zatem, dzięki działaniu dwóch enzymów (dehydrogenazy gliceralifosforanu i kinazy fosfoglicerynianowej), energia uwalniana podczas utleniania grupy aldehydowej gliceraldehydo-3-fosforanu do grupy karboksylowej jest przechowywana w postaci energii ATP. W przeciwieństwie do fosforylacji oksydacyjnej, tworzenie ATP ze związków wysokoenergetycznych nazywa się fosforylacją substratu.

Ósmej reakcji towarzyszy wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie pozostałej grupy fosforanowej, a kwas 3-fosfoglicerynowy przekształca się w kwas 2-fosfoglicerynowy (2-fosfoglicerynian).

Reakcja jest łatwo odwracalna, przebiega w obecności jonów Mg 2+. Kofaktorem enzymu jest także kwas 2,3-bisfosfoglicerynowy w taki sam sposób, jak w reakcji fosfoglukomutazy, glukozo-1,6-bisfosforan odgrywa rolę kofaktora:

Dziewiąta reakcja jest katalizowana przez enzym enolazę, z kwasem 2-fosfoglicerynowym w wyniku rozszczepienia cząsteczki wody na kwas fosfoenolopirogronowy (fosfoenolopirogronian), a wiązanie fosforanowe w pozycji 2 staje się wysokoenergetyczne:

Enolaza jest aktywowana przez dwuwartościowe kationy Mg 2+ lub Mn 2+ i jest hamowana przez fluor.

Dziesiąta reakcja charakteryzuje się zerwaniem wiązania wysokoenergetycznego i przeniesieniem pozostałości fosforanowej z fosfoenolopirogronianu na ADP (fosforylacja substratu). Katalizowane przez enzym kinazę pirogronianową:

Działanie kinazy pirogronianowej wymaga jonów Mg2 +, jak również jednowartościowych kationów metali alkalicznych (K + lub innych). Wewnątrz komórki reakcja jest praktycznie nieodwracalna.

W wyniku jedenastej reakcji zmniejsza się kwas pirogronowy i powstaje kwas mlekowy. Reakcja przebiega z udziałem enzymu dehydrogenazy mleczanowej i koenzymu NADH, powstałego w szóstej reakcji:

Sekwencja reakcji przebiegających przy glikolizie jest przedstawiona na ryc. 10.3.

Rys. 10.3. Sekwencja reakcji glikolizy.

1 - heksokinaza; 2 - czasy fosfoglukozowe; 3 - fosfofruktokinaza; 4 - aldo-lase; 5 - izomeraza fosforanowa triozy; Dehydrogenaza fosforanowa 6-gliceraldehydu; Kinaza 7-fosfoglicerynianowa; 8 - fosfogliceromutaza; 9 - enolaza; 10 - pirogronian naza; 11 - dehydrogenaza mleczanowa.

Reakcja redukcji pirogronianu kończy wewnętrzny cykl glikolizy redoks. NAD + pełni rolę pośredniego nośnika wodoru z aldehydu glicerynowego-3-fosforanu (szósta reakcja) do kwasu pirogronowego (11-ta reakcja), podczas gdy sam się regeneruje i może ponownie uczestniczyć w cyklicznym procesie zwanym utlenianiem glikolitycznym.

Biologiczne znaczenie procesu glikolizy polega przede wszystkim na tworzeniu bogatych w energię związków fosforu. We wczesnych stadiach glikolizy wydalane są 2 cząsteczki ATP (reakcje heksokinazy i kinazy fosfo-fruktynowej). W kolejnych 4 cząsteczkach powstają ATP (reakcje kinazy fosfoglicerynianowej i kinazy pirogronianowej). Zatem efektywność energetyczna glikolizy w warunkach beztlenowych wynosi 2 cząsteczki ATP na cząsteczkę glukozy.

Jak wspomniano, główną reakcją ograniczającą szybkość glikolizy jest fosfofruktokinaza. Drugą reakcją, ograniczającą szybkość i regulującą glikolizę, jest reakcja heksokinazy. Ponadto glikoliza jest również kontrolowana przez LDH i jego izoenzymy.

W tkankach z metabolizmem tlenowym (tkanki serca, nerki itp.) Dominują izoenzymy LDH.₁ i LDH₂ (patrz rozdział 4). Te izoenzymy są hamowane przez nawet małe stężenia pirogronianu, co zapobiega tworzeniu się kwasu mlekowego i przyczynia się do bardziej całkowitego utleniania pirogronianu (dokładniej, acetylo-CoA) w cyklu kwasu trikarboksylowego.

W ludzkich tkankach, które w dużej mierze wykorzystują energię glikolizy (na przykład mięśnie szkieletowe), głównymi izoenzymami są LDH₅ i LDH₄. Aktywność LDH₅ maksimum przy tych stężeniach pirogronianu, które hamują LDH₁. Przewaga izoenzymów LDH₄ i LDH₅ powoduje intensywną glikolizę beztlenową z szybką konwersją pirogronianu do kwasu mlekowego.

Jak wspomniano, proces rozkładu beztlenowego glikogenu nazywa się glikogenolizą. Zaangażowanie jednostek glikogenu D-glukozy w proces glikolizy zachodzi przy udziale 2 enzymów - fosforylazy a i fosfo-gluko-mutazy. Glukozo-6-fosforan powstały w wyniku reakcji fosfoglukomutazy może być włączony do procesu glikolizy. Po utworzeniu glukozo-6-fosforanu dalsze szlaki glikolizy i glikogenolizy całkowicie pokrywają się:

W procesie glikogenolizy nie dwie, ale trzy cząsteczki ATP gromadzą się w postaci wysokoenergetycznych związków (ATP nie jest wydawany na tworzenie glukozo-6-fosforanu). Wydaje się, że efektywność energetyczna glikogenolizy wydaje się być nieco wyższa niż proces glikolizy, ale ta wydajność jest realizowana tylko w obecności aktywnej fosforylazy a. Należy pamiętać, że ATP jest zużywany w procesie aktywacji fosfolylazy b (patrz rys. 10.2).

Biologia

Glikoliza (grecka. Glycos - słodka, liza - rozszczepianie) to pierwszy etap oddychania komórkowego, który jest sekwencją reakcji, podczas której jedna cząsteczka glukozy (C₆H₁₂O₆) dzieli się na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego (C₃H₄O₃). Reakcje zachodzą w cytoplazmie bez udziału tlenu, ale z udziałem enzymów. W pirogronacie atomy węgla są w formie bardziej utlenionej, ponieważ cztery atomy wodoru oddzielają się i przywracają inny związek (NAD do NAD · H₂).

Całkowita reakcja glikolizy

Czysta wydajność energii zmagazynowanej w ATP to tylko dwie cząsteczki, co wskazuje na niską skuteczność tego etapu oddychania komórkowego. Większość energii glukozy pozostaje w kwasie pirogronowym i jest przechowywana w NAD · H₂. Podczas oddychania tlenowego energia ta jest następnie wykorzystywana do produkcji głównej ilości cząsteczek ATP.

Ponieważ glukoza traci cztery atomy wodoru podczas glikolizy, ulega utlenieniu. Akceptory wodoru to cząsteczki dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NAD +).

Glukoza nie ulega natychmiastowemu rozkładowi do pirogronianu, ale poprzez szereg kolejnych reakcji. W sumie można je przedstawić w trzech etapach:

Glukoza jest fosforylowana przez grupy fosforanowe ATP i przekształcana w fruktozo-1,6-bisfosforan. Wykorzystuje dwie cząsteczki ATP, które stają się ADP.

Fruktozo-1,6-bifosforan jest dzielony na dwa fosforylowane cukry trójwęglowe.

Cukry te są przekształcane w kwas pirogronowy. W tym przypadku syntetyzowane są cztery cząsteczki ATP i wodór jest dodawany do dwóch cząsteczek NAD.

Około dziewięciu enzymów tworzących przenośnik bierze udział w glikolizie. Jak widać na schemacie, glikoliza przebiega w dziesięciu etapach.

Przy dalszym utlenianiu kwasu pirogronowego w mitochondriach wykorzystuje się energię zmagazynowaną w NAD · H.₂.

W procesie ewolucji glikoliza jest pierwszym sposobem uzyskania ATP. W naszych czasach charakterystyczne jest zarówno prokariota, jak i eukariota jako jeden z etapów oddychania komórkowego.

Należy pamiętać, że w komórkach glikoliza nie jest jedynym sposobem utleniania glukozy.

6 powodów, aby nie jeść cukru i to, co rozkłada się w organizmie

Cieszę się, że pozdrawiam was, moi wierni subskrybenci! Proponuję omówić jeden złożony, ale bardzo ważny temat: co rozkłada cukier w organizmie? Bądźmy szczerzy: każdy uwielbia jeść słodko. Ale niewiele osób wyobraża sobie niebezpieczeństwo cukru i to, jak jego spożycie może skończyć dla organizmu.

Cukier to biała trucizna. Czy to prawda?

Po pierwsze, cukier jest jednym z najlepiej sprzedających się produktów spożywczych na świecie. Trudno się z tym nie zgodzić. Przyznaj się, bo w kuchni każdego z was masz cukier?

Jest niezbędny do przygotowania ciast, deserów, dżemów, marynat. Nie odmawiamy sobie łyżki cukru dodanej do herbaty lub kawy. Powiedzieć, że ten produkt jest całkowicie szkodliwy dla zdrowia, jest niemożliwy. Ten produkt jest niezbędny do:

• zwiększyć aktywność mózgu;
• zapobiegać tworzeniu się skrzepów krwi w naczyniach krwionośnych;
• stymulowanie funkcji wątroby i śledziony;
• normalizacja krążenia krwi w mózgu i rdzeniu kręgowym;
• zwiększony apetyt i nastrój.

Człowiek bez cukru na pewno nie może być zdrowy. W wyniku braku słodyczy, pamięci, uwagi ulegną pogorszeniu, człowiek nie będzie w stanie szybko myśleć, skupić uwagi na czymś.

Nie na darmo uczniom i uczniom rano, przed studiowaniem lub egzaminowaniem, zaleca się wypicie filiżanki słodkiej herbaty lub zjedzenie czekolady. Nasza krew szczególnie potrzebuje cukru.

Ale oprócz użytecznych właściwości cukier może przynieść i zaszkodzić ciału:

• przyrost masy ciała;
• zwiększone poziomy glukozy we krwi;
• obciążenie trzustki;
• problemy z sercem;
• choroby skóry;
• próchnica zębów.

Oczywiście nie mówimy o czystym cukrze, ale o produktach z jego zawartością. W ciągu dnia możemy jeść nieszkodliwy jogurt, ciasteczka owsiane lub jabłko.

Czy wiesz, że według Światowej Organizacji Zdrowia dzienna stawka cukru dla kobiet wynosi 25 gramów, a dla mężczyzn 37?

Na przykład jabłko zawiera już 10 gramów cukru. A jeśli wypiłeś szklankę słodkiej sody - to już przekracza twoje dzienne zapotrzebowanie.

Wracając więc do pytania, czy cukier jest trucizną, możesz odpowiedzieć na pytanie, co się stanie, jeśli przekroczy normę. Potrzebujemy słodyczy, ale w rozsądnych ilościach.

Co dzieje się z cukrem w organizmie?

Prawdopodobnie nie masz więcej niż jednego badania krwi na cukier, dlatego wiesz, że jego poziom musi być stabilny. Aby zrozumieć, jak to działa, proponuję zastanowić się, jaki jest ogólnie cukier i co się z nim dzieje, gdy wchodzi do naszego ciała.

Cukier przemysłowy, którego używamy do celów kulinarnych, jest w rzeczywistości sacharozą, węglowodanem wytwarzanym z buraków lub trzciny cukrowej.

Sacharoza składa się z glukozy i fruktozy. Sacharoza jest rozkładana na glukozę i fruktozę nie tylko w organizmie, ale już w jamie ustnej, gdy tylko spożywamy pokarm. Rozszczepianie zachodzi pod wpływem enzymów ślinowych.

I dopiero wtedy wszystkie substancje są wchłaniane do krwi. Glukoza zapewnia zasoby energetyczne organizmu. Również po spożyciu sacharozy w organizmie rozpoczyna się tworzenie hormonu insuliny.

Z kolei wpływa na tworzenie glikogenu z pozostałej glukozy, która służy jako pewna ilość energii.

A teraz wyobraź sobie, że osoba je dużo słodyczy. Część powstałego rozkładu glukozy marnuje niezbędną energię.

Reszta zaczyna być leczona insuliną. Ale ponieważ jest dużo glukozy, insulina nie ma czasu na pracę i zwiększa jej intensywność.

I to jest duże obciążenie trzustki. Z biegiem czasu komórki gruczołów są wyczerpane i po prostu nie mogą wytworzyć wystarczającej ilości insuliny. To się nazywa cukrzyca.

Innym zagrożeniem dla miłośników słodyczy jest fakt, że w wątrobie nadmiar glukozy jest przekształcany w kwasy tłuszczowe i glicerynę, które osadzają się w tłuszczu. W prostym języku osoba zaczyna się regenerować, ponieważ jego ciało nie ma czasu na wydatkowanie rezerw tłuszczu i po prostu odkłada je na bok.

Jak używać cukru dla zdrowia?

Jak już powiedziałem, organizm potrzebuje sacharozy, ale konieczne jest prawidłowe i mądre używanie tego produktu. Przecież nadmierna miłość do deserów i wypieków może prowadzić do otyłości, cukrzycy, problemów z żołądkiem i sercem.

To i nadwaga, która natychmiast zwiększa wiek osoby, czyniąc jego wygląd niezdrowym. Dlatego ważne jest, aby nauczyć się kontrolować poziom spożywanych słodkich pokarmów.

• ograniczać, a korzystnie usuwać cukier w jego czystej postaci z diety;
• jedz sacharozę w jej naturalnej postaci: owoce, jagody, miód, suszone owoce, orzechy, warzywa;
• przy gotowaniu deseru lub pieczenia, zmniejsz ilość cukru podaną w przepisie kilka razy i lepiej używaj miodu, kokosa lub brązowego cukru, syropów na bazie agawy, klonu, naturalnego ekstraktu stewii;
• jedz rano słodycze;
• jeśli pijesz herbatę ze słodyczami lub ciasteczkami, napój powinien być pikantny.

Ponadto musisz więcej się poruszać i pić czystszą wodę, aby nadmiar węglowodanów został wyeliminowany z organizmu. Jeśli naprawdę chcesz zjeść kawałek ciasta, jedz suszone morele lub orzechy.

I tak, aby ciało nie odczuwało niedoboru glukozy i fruktozy, piło spirulinę i chlorellę. Te dwie algi znacząco usuwają pragnienie słodyczy. Co to jest, powiem ci w następnych artykułach.

Zwróć także uwagę na rodzaj produktu. W świecie, który po prostu nie wykorzystuje jako surowca do sacharozy! I buraki, trzciny, sok z brzozy, a nawet sok z klonu!

Używamy rafinowanego cukru buraczanego. W poprzednich artykułach już powiedziałem wam, jak rafinacja jest niebezpieczna, dlaczego lepiej jest odmówić takich produktów. Pozwólcie, że pokrótce wam przypomnę: rafinacja to proces czyszczenia produktu poprzez ekspozycję na substancje chemiczne, takie jak benzyna.

Który cukier jest zdrowszy: burak czy trzcina? Zdecydowanie niemożliwe do powiedzenia, wszystko zależy od jakości produktu. Reed, który mamy, jest znacznie droższy, ale wynika to z faktu, że jest on importowany z zagranicy.

Polecam zakup surowego produktu (choćby trzciny cukrowej, chociaż buraka). Można go rozpoznać po brązowym lub żółtym kolorze. Nie wygląda bardzo ładnie, ale jest w nim wiele przydatnych właściwości i cennych minerałów!

To wszyscy moi drodzy subskrybenci! Byłbym szczęśliwy, gdyby ten artykuł był dla ciebie przydatny i pomógłby przynajmniej w zbliżeniu się do zdrowego stylu życia. Przeczytaj z korzyścią, powiedz znajomym, ale nie pożegnam się z tobą i wkrótce powiem ci coś ciekawego!

Cukier. Podział glukozy. Energia

L, K. STAROSELTSEVA, doktor nauk biologicznych

Skoro nie nazywają teraz cukru: białego wroga, słodkiej trucizny i pustych kalorii. Dlaczego ten produkt spożywczy jest tak ciężki? Aby odpowiedzieć na to pytanie, zastanówmy się, czym jest cukier i jaką ścieżkę przyjmuje, gdy wchodzi do ciała.

Cukier jest wytwarzany, jak wiadomo, z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej, w procesie ich przetwarzania powstaje sacharoza; Skład chemiczny klasyfikuje się jako disacharyd węglowodanowy składający się z glukozy i fruktozy. Sacharoza nie zawiera witamin ani soli mineralnych, ani żadnych innych substancji biologicznie czynnych, które można znaleźć w prawie wszystkich innych produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.

Nie oznacza to jednak, że cukier nie ma żadnych zalet. Glukoza jest niezbędna do odżywiania tkanki mózgowej, wątroby i mięśni. Aby te i inne narządy były wystarczająco zaopatrzone w glukozę, ich zawartość we krwi musi być stała: 3,4-5,5 mmol / litr lub 60-90% w.

Cukier jest rozkładany na glukozę i fruktozę już w ustach dzięki działaniu enzymów śliny. Przez uevxs.-: „komórki śluzówki hyulostu” 1 usta. a następnie jelito cienkie gg -: - :: - g: =.: - ■: wchłaniany do krwi. Koniec

: a_. ': its = •: ■:;>' wzrasta, a to służy jako sygnał

wydzielanie insuliny - hormonu

g, dokładny gruczoł.

Insulina stymuluje aktywność enzymu glukokinazy, obecność

.-: -_ = W komórkach wątroby i sprzyjających /

/ połączenie z cząsteczkami fosforu glukozy. ponieważ tylko w tej (fosforylowanej) formie glukoza może zostać rozbita tutaj, w wątrobie, do końcowych produktów metabolizmu, jednocześnie uwalniając energię. Przypomnijmy, nawiasem mówiąc, w procesie wymiany 100 gramów cukru w ​​organizmie, uwalnianych jest 374 kilokalorii.

Ale nie wszystkie glukozy natychmiast trafiają na potrzeby energetyczne. Pod wpływem insuliny część glukozy jest przekształcana w glikogen, który odkłada się głównie w wątrobie. Jest to rezerwa wykorzystywana przez organizm do utrzymania stałej koncentracji glukozy we krwi, a tym samym do zaopatrywania jej w narządy i tkanki.

U osób, które jedzą dużo słodyczy, występuje hiperglikemia, to znaczy wysoki poziom glukozy we krwi, co pociąga za sobą zwiększone wydzielanie insuliny w celu wykorzystania tej glukozy. W rezultacie wytwarzające insulinę komórki beta wysepek trzustkowych Langerhansa działają z przeciążeniem. A kiedy są wyczerpane i zaczynają wytwarzać mniej insuliny, procesy transformacji i rozszczepienia glukozy są zaburzone. A to może prowadzić do rozwoju cukrzycy.

Kolejne, równie poważne zagrożenie zagraża słodyczy. W procesie rozszczepiania i dalszej konwersji glukozy w wątrobie powstają kwasy tłuszczowe i gliceryna. Kwasy tłuszczowe (niektóre z nich są w postaci triglicerydów, a niektóre w postaci wolnej) są wydzielane do krwi i transportowane do składu tkanki tłuszczowej, na przykład w podskórnej tkance tłuszczowej i tam deponowane. Przy nadmiernym spożyciu cukru w ​​organizmie, zawartość tłuszczu we krwi (hiperlipidemia) może wzrosnąć, i jest bardziej odkładana w magazynach tłuszczu. Otyłość nieuchronnie się rozwija. Ponieważ zarówno hiperglikemia, jak i hiperlipidemia są stanami, które zwykle są ze sobą powiązane, cukrzyca i otyłość często idą w parze. I nie jest przypadkiem, że otyłe osoby z cukrzycą chorują częściej niż osoby z prawidłową masą ciała.

Spożycie nadmiaru cukru narusza metabolizm wszystkich substancji w organizmie, w tym białek. Gdy hiperglikemia hamuje wydzielanie hormonu trzustki - glukogonu, aw warunkach jego niedoboru, występuje niepowodzenie w rozkładzie białek na aminokwasy. Naruszenie metabolizmu białek i węglowodanów w połączeniu z zaburzeniem funkcji aparatu wyspowego osłabia mechanizmy obronne organizmu. Potwierdzają to obserwacje kliniczne wskazujące na spadek odporności u pacjentów z cukrzycą.

Nie powinieneś angażować się w słodycze, ponieważ w jamie ustnej cukier staje się sprzyjającym środowiskiem dla żywotnej aktywności bakterii, które niszczą szkliwo zębów i powodują próchnicę.

Ile cukru możesz zjeść, aby uniknąć uszkodzenia ciała? Jak zalecają specjaliści z Instytutu Żywienia Akademii Nauk Medycznych ZSRR, nie więcej niż 50-70 gramów dziennie, w tym cukier zawarty w słodyczach, słodyczach i słodkich potrawach. Dla osób starszych wskaźnik ten jest obniżony do 30-50 gramów. A ci, którzy są skłonni do nadwagi, nie powinni w ogóle jeść cukru. W końcu glukoza w organizmie powstaje nie tylko z sacharozy, ale także z aminokwasów, skrobi i tłuszczów. Tak więc brak cukru w ​​diecie z pełną zbilansowaną dietą nie jest niebezpieczny, ale jego nadmiar grozi katastrofą.

Działanie enzymów na rozkład cukrów

Enzymy odpowiedzialne za rozkład cząsteczek cukru w ​​układzie pokarmowym naszego ciała są ogromne. Każdy organ lub jama przewodu pokarmowego ma swój własny zestaw takich enzymów. Dlaczego nie zrobić żadnego uniwersalnego? I czy jest taki?

Przyczyny różnorodności enzymów

Istnieje wiele powodów, dla których tak wiele enzymów rozkłada cukry. Główne są następujące:

1. Szeroka gama cukrów w przyrodzie.

Rzeczywiście, nawet najmniejsze - elementarne - cząsteczki cukru składają się z dość dużej liczby atomów. Zmienia się tylko nieznacznie, ponieważ cukier dramatycznie zmienia swoje właściwości. A każda roślina ma swój specyficzny rodzaj tych substancji. I dla każdego rodzaju ciała musi mieć swój własny enzym.

2. Różnorodność związków małych cząsteczek w duże.

Nawet te same cząsteczki cukrów, inaczej łączące się w łańcuchy, tworzą różne polisacharydy. Na przykład skrobia i glikogen są dużymi łańcuchami cząsteczek glukozy, ale są rozkładane przez działanie enzymów na różne sposoby.

3. Różnice w postaci cukrów przechodzących przez różne narządy.

Jeśli cukier dostanie się do jamy ustnej w postaci bardzo długich łańcuchów tej samej skrobi lub glikogenu, to już w jelicie pozostają tylko małe cząsteczki, które wymagają własnego podejścia. W wyniku długiego historycznego zwyczaju spożywania dużej ilości pokarmu roślinnego nasz organizm nauczył się wytwarzać różne enzymy, aby rozkładać większość cukrów.

Ścieżka cukrów w ciele

Początkowo, raz w organizmie, cukry zaczynają być przetwarzane przez enzym śliny - amylaza śliny nadal w ustach. Są to długie i niestrawne łańcuchy wielu pojedynczych cząsteczek. Działanie enzymów w jamie ustnej stopniowo niszczy połączenie między nimi wszystkimi. W rezultacie duża cząsteczka stopniowo rozpada się na części składowe.

Żołądek ma także swoją własną - amylazę żołądkową, co wskazuje, że proces oddzielania łańcuchów cukrowych trwa tutaj. Jedynym takim polisacharydem, który nie jest w ogóle trawiony przez nasz organizm i nie jest podatny na działanie enzymów, jest celuloza. Przechodzi przez ludzki przewód pokarmowy, odgrywając ważną rolę w utrzymaniu napięcia jelitowego. Ale termity w jelicie są bakteriami, które mają własne enzymy do trawienia celulozy. Działanie enzymów pozwala tym owadom jeść dobrze stare drewno i różne pozostałości roślinne.

Ale już w jelitach cukru dostają się w postaci oddzielnych, małych cząsteczek sacharozy, maltozy i laktozy. Cukry te składają się z dwóch cząsteczek elementarnych. Maltoza, na przykład - z dwóch cząsteczek glukozy i sacharozy - z glukozy i fruktozy. A na tych podwójnych cząsteczkach w jelicie cienkim zaczynają działać specjalne enzymy zwane nazwą samego cukru - maltaza, laktaza, sacharaza.

A już najmniejsze, pojedyncze cząsteczki są swobodnie absorbowane przez jelita, wchodzą do krwi i są przenoszone do wszystkich komórek ciała, gdzie wytwarzana jest z nich energia do dowolnego procesu. W rezultacie organizm nie może w zasadzie radzić sobie z jakimś enzymem trawiennym dla wszystkich cukrów, ale duża ich ilość pozwala na wydajne przetwarzanie większości pożywienia.

31. Glikoliza
nazywa się sekwencją reakcji, w wyniku której:

a) skrobia i
glikogen jest rozkładany do glukozy;

b). glukoza
podzielić na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego (PVC);

w). glukoza
dzieli się na dwie cząsteczki kwasu mlekowego;

d). glukoza
dzieli się na dwutlenek węgla i wodę.

32. Reakcje glikolizy
przepływ:

a) w matrycy
mitochondria w warunkach tlenowych;

b). na mitochondriach crista
w warunkach tlenowych;

w). w lizosomach
w warunkach beztlenowych;

d). w lizosomach
w warunkach tlenowych.

33. Wydajność ATP netto w
reakcje glikolizy w rozszczepianiu jednej cząsteczki glukozy są, w
cząsteczki:

34. Kiedy oddychanie tlenowe PVK
(produkt rozszczepienia glukozy) jest utleniany do:

a) Dwutlenek węgla i woda;

b) alkohol etylowy i
dwutlenek węgla;

c) kwas mlekowy i kwas węglowy
gaz;

g) kwas mleczny i
dwutlenek węgla lub alkohol etylowy i dwutlenek węgla.

35.Gdy oddychanie beztlenowe
PVK zmienia się w:

a) dwutlenek węgla i woda;

b) alkohol etylowy i
dwutlenek węgla;

c) kwas mlekowy i
dwutlenek węgla;

d). kwas mlekowy i
dwutlenek węgla lub alkohol etylowy i dwutlenek węgla.

36. Cykl reakcji
kwasy trikarboksylowe (cykl Krebsa). przepływ w komórce:

a). w macierzy mitochondrialnej
w warunkach tlenowych;

b) na cristae mitochondriów
w warunkach tlenowych;

c) w lizosomach
warunki beztlenowe;

d) w lizosomach z tlenem
warunki.

37. Liczba ATP,
uformowane w cykl; kwasy trikarboksylowe w utlenianiu pojedynczej cząsteczki
glukoza jest w cząsteczkach:

38. Enzymy oddechowe
łańcuchy zapewniające reakcje fosforylacji oksydacyjnej,
znajdują się:

b). w macierzy mitochondrialnej;

c) na zewnętrznej membranie
mitochondria;

d) na wewnętrznej cristae
błona mitochondrialna.

39. Ilość ATP,
powstały na łańcuchu oddechowym enzymów podczas utleniania pojedynczej cząsteczki
glukoza jest w cząsteczkach:

40. Całkowita ilość ATP,
powstały podczas oddychania tlenowego w wyniku całkowitego utlenienia jednego
cząsteczka glukozy w cząsteczkach:

Glycogen: edukacja, regeneracja, podział, funkcja

Glikogen jest rezerwowym węglowodanem zwierząt, składającym się z dużej ilości reszt glukozy. Podaż glikogenu pozwala szybko wypełnić brak glukozy we krwi, gdy tylko jej poziom zmniejszy się, glikogen rozszczepia się, a wolna glukoza dostaje się do krwi. U ludzi glukoza jest przechowywana głównie jako glikogen. Nie opłaca się komórkom przechowywać pojedynczych cząsteczek glukozy, ponieważ znacznie zwiększyłoby to ciśnienie osmotyczne wewnątrz komórki. W swojej strukturze glikogen przypomina skrobię, czyli polisacharyd, który jest przechowywany głównie przez rośliny. Skrobia składa się również z reszt glukozy połączonych ze sobą, jednak w cząsteczkach glikogenu jest o wiele więcej rozgałęzień. Wysokiej jakości reakcja na glikogen - reakcja z jodem - daje brązowy kolor, w przeciwieństwie do reakcji jodu ze skrobią, co pozwala uzyskać purpurowy kolor.

Regulacja produkcji glikogenu

Tworzenie i rozpad glikogenu reguluje kilka hormonów, a mianowicie:

1) insulina
2) glukagon
3) adrenalina

Tworzenie glikogenu następuje po wzroście stężenia glukozy we krwi: jeśli jest dużo glukozy, należy ją przechowywać w przyszłości. Wychwyt glukozy przez komórki jest regulowany głównie przez dwóch antagonistów hormonów, to znaczy hormonów o przeciwnych skutkach: insuliny i glukagonu. Oba hormony są wydzielane przez komórki trzustki.

Uwaga: słowa „glukagon” i „glikogen” są bardzo podobne, ale glukagon jest hormonem, a glikogen jest wolnym polisacharydem.

Insulina jest syntetyzowana, jeśli we krwi jest dużo glukozy. Zwykle dzieje się to po zjedzeniu osoby, zwłaszcza jeśli żywność jest bogata w węglowodany (na przykład, jeśli jesz mąkę lub słodkie jedzenie). Wszystkie węglowodany zawarte w pożywieniu są rozbijane na monosacharydy, a już w tej postaci są wchłaniane przez ścianę jelita do krwi. W związku z tym wzrasta poziom glukozy.

Gdy receptory komórkowe reagują na insulinę, komórki absorbują glukozę z krwi, a jej poziom ponownie spada. Nawiasem mówiąc, właśnie dlatego cukrzyca - brak insuliny - jest w przenośni nazywana „głodem wśród obfitości”, ponieważ we krwi po zjedzeniu pokarmu bogatego w węglowodany pojawia się dużo cukru, ale bez insuliny komórki nie mogą go wchłonąć. Część komórek glukozy jest wykorzystywana na energię, a pozostała część jest przekształcana w tłuszcz. Komórki wątroby wykorzystują zaabsorbowaną glukozę do syntezy glikogenu. Jeśli we krwi jest mało glukozy, zachodzi odwrotny proces: trzustka wydziela hormon glukagon, a komórki wątroby zaczynają rozkładać glikogen, uwalniając glukozę do krwi lub syntetyzując ponownie glukozę z prostszych cząsteczek, takich jak kwas mlekowy.

Adrenalina prowadzi również do rozpadu glikogenu, ponieważ całe działanie tego hormonu ma na celu mobilizację organizmu, przygotowując go do reakcji typu „uderz lub uciekaj”. A do tego konieczne jest, aby stężenie glukozy stało się wyższe. Wtedy mięśnie mogą go wykorzystać do energii.

Zatem wchłanianie pokarmu prowadzi do uwolnienia hormonu insuliny do krwi i syntezy glikogenu, a głód prowadzi do uwolnienia hormonu glukagonu i rozpadu glikogenu. Uwalnianie adrenaliny, które występuje w sytuacjach stresowych, prowadzi również do rozpadu glikogenu.

Z czego jest syntetyzowany glikogen?

Glukozo-6-fosforan służy jako substrat do syntezy glikogenu lub glikogenogenezy, jak to się nazywa inaczej. Jest to cząsteczka otrzymywana z glukozy po przyłączeniu reszty kwasu fosforowego do szóstego atomu węgla. Glukoza, która tworzy glukozo-6-fosforan, dostaje się do wątroby z krwi i do krwi z jelita.

Inna możliwość jest możliwa: glukoza może być ponownie syntetyzowana z prostszych prekursorów (kwasu mlekowego). W tym przypadku glukoza z krwi dostaje się na przykład do mięśni, gdzie jest dzielona na kwas mlekowy z uwolnieniem energii, a następnie nagromadzony kwas mlekowy jest transportowany do wątroby, a komórki wątroby ponownie syntetyzują z niego glukozę. Następnie glukozę można przekształcić w glukozę-6-fosfot i dalej na jej podstawie, aby zsyntetyzować glikogen.

Etapy tworzenia glikogenu

Co zatem dzieje się w procesie syntezy glikogenu z glukozy?

1. Glukoza po dodaniu reszty kwasu fosforowego staje się glukozo-6-fosforanem. Wynika to z enzymu heksokinazy. Enzym ten ma kilka różnych postaci. Heksokinaza w mięśniach różni się nieco od heksokinazy w wątrobie. Postać tego enzymu, która jest obecna w wątrobie, jest gorsza w połączeniu z glukozą, a produkt powstały podczas reakcji nie hamuje reakcji. Z tego powodu komórki wątroby są w stanie wchłonąć glukozę tylko wtedy, gdy jest jej dużo, i mogę natychmiast zamienić dużo substratu w glukozo-6-fosforan, nawet jeśli nie mam czasu na jego przetworzenie.

2. Enzym fosfoglukutaza katalizuje konwersję glukozo-6-fosforanu do jego izomeru, glukozo-1-fosforanu.

3. Powstały glukozo-1-fosforan łączy się następnie z trifosforanem urydyny, tworząc UDP-glukozę. Proces ten jest katalizowany przez enzym pirofosforylazę UDP-glukozy. Ta reakcja nie może przebiegać w przeciwnym kierunku, to znaczy, jest nieodwracalna w tych warunkach, które są obecne w komórce.

4. Enzym syntaza glikogenu przenosi resztę glukozy do powstającej cząsteczki glikogenu.

5. Enzym fermentujący glikogen dodaje punkty rozgałęzienia, tworząc nowe „gałęzie” na cząsteczce glikogenu. Później na końcu tej gałęzi dodawane są nowe reszty glukozy przy użyciu syntazy glikogenu.

Gdzie jest przechowywany glikogen po utworzeniu?

Glikogen jest wolnym polisacharydem niezbędnym do życia i jest przechowywany w postaci małych granulek znajdujących się w cytoplazmie niektórych komórek.

Glikogen przechowuje następujące narządy:

1. Wątroba. Glikogen jest dość bogaty w wątrobę i jest jedynym organem, który wykorzystuje dopływ glikogenu do regulowania stężenia cukru we krwi. Do 5-6% może stanowić glikogen z masy wątroby, co w przybliżeniu odpowiada 100-120 gramom.

2. Mięśnie. W mięśniach zapasy glikogenu są mniej procentowe (do 1%), ale w sumie, wagowo, mogą przekroczyć cały glikogen przechowywany w wątrobie. Mięśnie nie emitują glukozy, która powstała po rozpadzie glikogenu do krwi, używają go tylko na własne potrzeby.

3. Nerki. Znaleźli niewielką ilość glikogenu. Nawet mniejsze ilości znaleziono w komórkach glejowych i leukocytach, czyli białych krwinkach.

Jak długo trwa magazynowanie glikogenu?

W procesie aktywności życiowej organizmu glikogen jest syntetyzowany dość często, prawie za każdym razem po posiłku. Ciało nie ma sensu przechowywać ogromnych ilości glikogenu, ponieważ jego główną funkcją jest nie dawanie jak najdłużej dawcy składników odżywczych, ale regulowanie ilości cukru we krwi. Zapasy glikogenu trwają około 12 godzin.

Dla porównania, przechowywane tłuszcze:

- Po pierwsze, zazwyczaj mają o wiele większą masę niż masa przechowywanego glikogenu,
- po drugie, mogą wystarczyć na miesiąc istnienia.

Ponadto warto zauważyć, że organizm ludzki może przekształcać węglowodany w tłuszcze, ale nie odwrotnie, to znaczy przechowywany tłuszcz nie może zostać przekształcony w glikogen, może być wykorzystany tylko bezpośrednio do energii. Ale rozkład glikogenu na glukozę, a następnie zniszczenie samej glukozy i wykorzystanie powstałego produktu do syntezy tłuszczów, które ludzkie ciało jest całkiem zdolne.

Tlenowa i beztlenowa glikoliza. Jaka jest ich rola w życiu ludzkiego ciała?

Aby zrozumieć, czym jest glikoliza, należy odwołać się do greckiej terminologii, ponieważ termin ten wywodzi się od greckich słów: glikozy - słodkie i lizy - rozszczepienia. Nazwa glukoza pochodzi od słowa Glycos. Zatem termin ten odnosi się do procesu nasycania glukozą tlenem, w wyniku którego jedna cząsteczka słodkiej substancji rozpada się na dwie mikrocząstki kwasu pirogronowego. Glikoliza jest reakcją biochemiczną zachodzącą w żywych komórkach i mającą na celu rozszczepienie glukozy. Istnieją trzy opcje rozkładu glukozy, a jednym z nich jest glikoliza tlenowa.

Proces ten składa się z szeregu pośrednich reakcji chemicznych, po których następuje uwolnienie energii. To jest główna istota glikolizy. Uwolniona energia jest wydawana na ogólną aktywność życiową żywego organizmu. Ogólna formuła podziału glukozy jest następująca:

Glukoza + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 pirogronian + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O

Tlenowe utlenianie glukozy z późniejszym rozszczepieniem jej sześciowęglowodanowej cząsteczki przeprowadza się przez 10 pośrednich reakcji. Pierwsze 5 reakcji łączy fazę przygotowawczą preparatu, a kolejne reakcje mają na celu utworzenie ATP. Podczas reakcji tworzą się stereoskopowe izomery cukrów i ich pochodnych. Główna akumulacja energii w komórkach występuje w drugiej fazie, związanej z powstawaniem ATP.

Etapy glikolizy oksydacyjnej. Faza 1.

W glikolizie tlenowej występują 2 fazy.

Pierwsza faza jest przygotowawcza. W nim glukoza reaguje z 2 cząsteczkami ATP. Ta faza składa się z 5 kolejnych etapów reakcji biochemicznych.

I etap. Fosforylacja glukozy

Fosforylacja, czyli proces przenoszenia reszt kwasu fosforowego w pierwszej i następnych reakcji jest przeprowadzany przez cząsteczki kwasu bezwodnikowego kwasu fosforowego.

W pierwszym etapie reszty kwasu fosforowego z cząsteczek adifosforanu są przenoszone do struktury molekularnej glukozy. Podczas procesu otrzymuje się glukozo-6-fosforan. Heksokinaza działa jak katalizator, przyspieszając proces za pomocą jonów magnezu działających jako kofaktor. Jony magnezu biorą udział w innych reakcjach glikolizy.

2. etap. Tworzenie izomeru glukozo-6-fosforanu

W drugim etapie izomeryzacja glukozo-6-fosforanu do fruktozo-6-fosforanu.

Izomeryzacja polega na tworzeniu substancji o równej masie, składzie pierwiastków chemicznych, ale o różnych właściwościach ze względu na różne rozmieszczenie atomów w cząsteczce. Izomeryzację substancji przeprowadza się pod wpływem warunków zewnętrznych: ciśnienia, temperatury, katalizatorów.

W tym przypadku proces prowadzi się pod działaniem katalizatora izomerazy fosfoglukozowej z udziałem jonów Mg +.

3. krok. Fosforylacja fruktozo-6-fosforanu

Na tym etapie grupa fosforylowa jest przyłączona przez ATP. Proces przeprowadza się z udziałem enzymu fosfofruktokinazy-1. Enzym ten jest przeznaczony wyłącznie do udziału w hydrolizie. W wyniku reakcji otrzymuje się fruktozo-1,6-bisfosforan i adhezynofosforan nukleotydu.

ATP to adezintrifosforan, unikalne źródło energii w żywym organizmie. Jest to dość złożona i uciążliwa cząsteczka składająca się z węglowodorów, grup hydroksylowych, grup azotu i kwasu fosforowego z jednym wolnym wiązaniem, złożonych w kilka cyklicznych i liniowych struktur. Uwalnianie energii następuje w wyniku interakcji reszt kwasu fosforowego z wodą. Hydrolizie ATP towarzyszy tworzenie kwasu fosforowego i uwalnianie 40-60 J energii, którą organizm wydaje na utrzymanie.

Ale zanim fosforylacja glukozy powinna nastąpić kosztem cząsteczki Adesintriphosphate, to znaczy przeniesienie reszty kwasu fosforowego na glukozę.

Czwarty krok. Dezintegracja 1,6-difosforanu fruktozy

W czwartej reakcji 1,6-difosforan fruktozy rozkłada się na dwie nowe substancje.

• Fosforan dioksiacetonu,
• Aldehyd glicerynowy-3-fosforan.

W tym procesie chemicznym aldolaza, enzym zaangażowany w metabolizm energii i niezbędny w diagnostyce wielu chorób, działa jako katalizator.

5 krok. Tworzenie izomerów triosefosforanowych

Ostatnim ostatnim procesem jest izomeryzacja fosforanów triozy.

Gliceral-3-fosforan nadal będzie uczestniczył w procesie hydrolizy tlenowej. Drugi składnik, fosforan diooksyacetonu, z udziałem enzymu izomerazy triosofosforanowej, jest przekształcany w 3-fosforan gliceraldehydu. Ale ta transformacja jest odwracalna.

Faza 2. Synteza trójfosforanu adesyny

W tej fazie glikolizy energia biochemiczna będzie akumulowana jako ATP. Trójfosforan adesyny powstaje z difosforanu adesyny z powodu fosforylacji. I także utworzył NADH.

Skrót NADH ma bardzo złożoną i trudną do zapamiętania interpretację niefizyczną - dinukleotyd nikotynamidoadeninowy. NADH jest koenzymem, związkiem niebiałkowym biorącym udział w procesach chemicznych żywej komórki. Istnieje w dwóch formach:

1. utleniony (NAD +, NADox);
2. przywrócone (NADH, NADred).

W metabolizmie NAD uczestniczy w reakcjach redoks transportujących elektrony z jednego procesu chemicznego do drugiego. Przez przekazywanie lub akceptowanie elektronu cząsteczka jest przekształcana z NAD + na NADH i odwrotnie. W organizmach żywych NAD jest wytwarzany z aminokwasów tryptofanu lub asparaginianu.

Dwa mikrocząstki gliceraldehydo-3-fosforanu ulegają reakcjom, podczas których powstaje pirogronian i 4 cząsteczki ATP. Jednak końcowa wydajność adezintrifosforanu będzie wynosić 2 cząsteczki, ponieważ dwie są wydane w fazie przygotowawczej. Proces trwa nadal.

6. etap - utlenianie aldehydu glicerynowego-3-fosforanu

W tej reakcji zachodzi utlenianie i fosforylacja 3-fosforanu gliceraldehydu. Rezultatem jest kwas 1,3-difosfoglicerydowy. Dehydrogenaza 3-fosforanu gliceraldehydu bierze udział w przyspieszaniu reakcji.

Reakcja zachodzi przy udziale energii odbieranej z zewnątrz, dlatego nazywa się ją endergoniczną. Takie reakcje przebiegają równolegle z egzergonicznymi, to znaczy ewoluującymi, oddając energię. W tym przypadku reakcja ta jest następująca.

7. krok. Przeniesienie grupy fosforanowej z 1,3-difosfoglicerynianu do difosforanu adesyny

W tej pośredniej reakcji, grupa fosforylowa jest przenoszona przez kinazę fosfoglicerynianową z 1,3-difosfoglicerynianu do difosforanu adezynowego. Rezultatem jest 3-fosfoglicerynian i ATP.

Enzym kinaza fosfoglicerynianowa zyskał swoją nazwę dzięki swojej zdolności do katalizowania reakcji w obu kierunkach. Enzym ten transportuje również resztę fosforanową z adhezyjnego trifosforanu do 3-fosfoglicerynianu.

Szósta i siódma reakcja są często uważane za jeden proces. 1,3-difosfoglicerynian jest uważany za produkt pośredni. Razem szósta i siódma reakcja wyglądają tak:

Gliceraldehyd-3-fosforan + ADP + Pi + NAD + ⇌3-fosfoglicerynian + ATP + NADH + H +, ΔG′o = -12,2 kJ / mol.

W sumie te dwa procesy uwalniają część energii.

8. krok. Przeniesienie grupy fosforylowej z 3-fosfoglicerynianu.

Wytwarzanie 2-fosfoglicerynianu jest procesem odwracalnym, który zachodzi pod katalitycznym działaniem mutazy fosfoglicerynianowej. Grupa fosforylowa jest przenoszona z dwuwartościowego atomu węgla 3-fosfoglicerynianu do trójwartościowego atomu 2-fosfoglicerynianu, co powoduje powstawanie kwasu 2-fosfoglicerynowego. Reakcja zachodzi z udziałem dodatnio naładowanych jonów magnezu.

9. krok. Izolacja wody z 2-fosfoglicerynianu

Ta reakcja w swej istocie jest drugą reakcją rozszczepienia glukozy (pierwsza była reakcją szóstego kroku). W nim enzym hydrataza fosfopirogronianu stymuluje usuwanie wody z atomu C, to znaczy proces eliminacji z cząsteczki 2-fosfoglicerynianu i tworzenie fosfoenolopirogronianu (fosfoenol kwasu pirogronowego).

10 i ostatni krok. Przeniesienie pozostałości fosforanu z FEP do ADP

W końcowej reakcji glikolizy biorą udział koenzymy - potas, magnez i mangan, enzym kinaza pirogronianowa działa jako katalizator.

Przekształcenie postaci enolowej kwasu pirogronowego w postać keto jest procesem odwracalnym i oba izomery są obecne w komórkach. Proces przejścia substancji izometrycznych z jednej na drugą nazywa się tautomeryzacją.

Czym jest glikoliza beztlenowa?

Wraz z tlenową glikolizą, czyli rozdzielaniem glukozy z udziałem O2, występuje również tak zwany rozkład beztlenowy glukozy, w którym tlen nie jest zaangażowany. Składa się również z dziesięciu kolejnych reakcji. Ale gdzie jest beztlenowy etap glikolizy, niezależnie od tego, czy jest on związany z procesami rozszczepiania tlenu przez glukozę, czy jest to niezależny proces biochemiczny, spróbujmy to rozgryźć.

Glikoliza beztlenowa to rozkład glukozy pod nieobecność tlenu w celu utworzenia mleczanu. Ale w procesie tworzenia się kwasu mlekowego NADH nie gromadzi się w komórce. Proces ten odbywa się w tych tkankach i komórkach, które funkcjonują w warunkach głodu tlenowego - niedotlenienia. Te tkanki obejmują przede wszystkim mięśnie szkieletowe. W erytrocytach, pomimo obecności tlenu, mleczan powstaje również podczas glikolizy, ponieważ w komórkach krwi nie ma mitochondriów.

Hydroliza beztlenowa zachodzi w cytozolu (ciekłej części cytoplazmy) komórek i jest jedynym aktem wytwarzającym i dostarczającym ATP, ponieważ w tym przypadku fosforylacja oksydacyjna nie działa. W procesach oksydacyjnych potrzebny jest tlen, ale nie jest on w beztlenowej glikolizie.

Zarówno kwasy pirogronowy, jak i mlekowy służą jako źródło energii dla mięśni do wykonywania określonych zadań. Nadmiar kwasu dostaje się do wątroby, gdzie pod wpływem enzymów jest ponownie przekształcany w glikogen i glukozę. A proces zaczyna się od nowa. Brak glukozy jest uzupełniany przez odżywianie - użycie cukru, słodkich owoców i innych słodyczy. Tak więc ze względu na figurę niemożliwe jest całkowite porzucenie słodyczy. Sacharoza jest potrzebna organizmowi, ale z umiarem.

Glikoliza. Aerobowe utlenianie glukozy. Glikoliza glikoneogenezy

Glikoliza jest złożonym enzymatycznym procesem rozszczepiania glukozy na dwie cząsteczki pirogronianu (tlenową glikolizę) lub dwie cząsteczki mleczanu (beztlenowa glikoliza, zachodząca bez zużycia tlenu).

Całkowite równanie beztlenowej glikolizy:

Glukoza Kwas mlekowy

Funkcje glikolizy we wszystkich żywych komórkach. Wszystkie enzymy są zlokalizowane w cytozolu, tworząc kompleks multienzymatyczny.

Glikoliza jest przeprowadzana w dwóch etapach.

I. Etap przygotowawczy to dychotomia rozkładu glukozy na dwie cząsteczki gliceraldehydo-3-fosforanu. Transformacjom towarzyszy koszt 2 ATP.

Ii. Etapem redukcji utleniania glikolitycznego jest konwersja 3-fosforanu gliceraldehydu do mleczanu. Obejmuje reakcje redoks i reakcje fosforylacji, którym towarzyszy wytwarzanie ATP.

W drugim etapie utlenia się dwie cząsteczki gliceraldehydo-3-fosforanu, dlatego w reakcjach przed formułą substratu należy ustawić współczynnik 2.

W warunkach beztlenowych utlenianie NADH. H + zmniejszona w reakcji dehydrogenazy fosforanu gliceraldehydu zachodzi w reakcji dehydrogenazy mleczanowej. W warunkach tlenowych NADH. H + jest utleniany przez tlen z udziałem enzymów łańcucha oddechowego, a energia uwalniana podczas tego procesu jest wykorzystywana do syntezy 1,5 lub 2,5 mola ATP (w zależności od mechanizmu wahadłowego glikolitycznego transportu NADH. H + do mitochondriów).

Bilans energii glikolizy to dwie cząsteczki ATP na jedną cząsteczkę glukozy. W pierwszym etapie glikolizy dwie cząsteczki ATP są zużywane do aktywacji substratu (w reakcjach heksokinazy i fosfofruktokinazy). W etapie II tworzą się cztery cząsteczki ATP (w reakcjach kinazy fosfoglicerynianowej i kinazy pirogronianowej). Syntezę ATP prowadzi się przez fosforylację substratu.

Kluczowe enzymy glikolizy:

1. Heksokinaza jest enzymem regulacyjnym do glikolizy w komórkach pozawątrobowych. Heksokinaza jest hamowana allosterycznie przez glukozo-6-fosforan. Glukokinaza jest enzymem regulacyjnym do glikolizy w hepatocytach. Synteza glukokinazy jest indukowana przez insulinę.

2. Fosfofruktokinaza-1. Jest to główny kluczowy enzym, który katalizuje reakcję, co ogranicza szybkość całego procesu (najwolniejsza reakcja). Synteza enzymu jest indukowana przez insulinę. Aktywatory allosteryczne - AMP, ADP, fruktozo-2,6-difosforan. Poziom 2,6-difosforanu fruktozy wzrasta pod wpływem insuliny i zmniejsza się pod wpływem glukagonu. Inhibitory allosteryczne - ATP, cytrynian.

3. Kinaza pirogronianowa. Enzym jest aktywny w postaci niefosforylowanej. Glukagon (w hepatocytach) i adrenalina (w miocytach) stymulują fosforylację enzymu, a zatem inaktywują enzym. Insulina, przeciwnie, stymuluje defosforylację enzymu, a zatem aktywuje enzym. Aktywator allosteryczny - -р-1,6-ФФ. Inhibitor allosteryczny - ATP, acetylo-CoA. Synteza enzymu indukuje insulinę.

Biologiczna rola glikolizy:

1. Generowanie ATP. Glikoliza jest jedynym procesem komórkowym, który wytwarza ATP bez zużycia tlenu. Komórki, które mają niewiele mitochondriów lub nie mają ich wcale, otrzymują ATP tylko podczas glikolizy.

Wartość glikolizy dla krwinek czerwonych. Glikoliza jest jedynym procesem, który wytwarza ATP w czerwonych krwinkach i utrzymuje ich integralność i funkcję.

Dziedzicznej wadzie kinazy pirogronianowej towarzyszy niedokrwistość hemolityczna. W tej patologii krwinki czerwone mają od 5 do 25% normalnej aktywności kinazy pirogronianowej, a zatem szybkość glikolizy jest niska.

Produkt pośredni glikolizy erytrocytów 2,3-difosfogliceryd (2,3-DFG) obniża powinowactwo hemoglobiny do tlenu, przyczyniając się do dysocjacji tlenu z oksyhemoglobiny i jej przejścia do tkanki. Naruszenia glikolizy w krwinkach czerwonych mogą wpływać na transport tlenu. Zatem przy niedoborze heksokinazy obserwuje się spadek poziomu 2,3-DFG i nienormalnie wysokie powinowactwo hemoglobiny do tlenu. I odwrotnie, gdy kinaza pirogronianowa jest niedostateczna, zawartość 2,3-FGH jest dwukrotnie wyższa niż normalnie, co powoduje niskie powinowactwo hemoglobiny do tlenu.

2. Jest źródłem rodników węglowodorowych w procesach biosyntezy komórek: