Глюкоза

З хімічної точки зору глюкоза є цукром з шістьма атомами вуглецю і тому входить до категорії гексоз.

Глюкоза являє собою моносахарид, який є цукром, який не може бути гідролізований у більш простий вуглевод.

Більшість складних цукрів, присутніх у раціоні, розщеплюються і зводяться до глюкози та інших простих вуглеводів.

Глюкоза, по суті, отримують шляхом гідролізу багатьох вуглеводів, включаючи сахарозу, мальтозу, целюлозу, крохмаль і глікоген.

Печінка здатна перетворювати інші прості цукру, такі як фруктоза, в глюкозу.

Починаючи з глюкози можна синтезувати всі вуглеводи, необхідні для виживання організму.

Рівень глюкози в крові і тканинах точно регулюється деякими гормонами (інсулін і глюкагон); Надлишок глюкози зберігається в деяких тканинах, включаючи м'язи, у вигляді глікогену.

В глибині:

глюкоза як їжа (декстроза)
глюкоза в крові (глюкоза в крові)
глюкоза в сечі (глюкозурія)
Глюкозні транспортери глюкози
Змінена толерантність до глюкози
OGTT Оральний навантажувальний тест на глюкозу
Цикл глюкози аланіну
сироп глюкози

Гліколіз

Важливий клітинний метаболічний шлях, відповідальний за перетворення глюкози в простіші молекули і вироблення енергії у вигляді аденозинтрифосфату (АТФ).

Гліколіз - це хімічний процес, в якому молекула глюкози розщеплюється на дві молекули піровиноградної кислоти; ця реакція призводить до продукції енергії, що зберігається в 2 молекулах АТФ.

Гліколіз має особливість, що він може мати місце як у присутності, так і у відсутності кисню, навіть якщо у другому випадку виробляється менша кількість енергії.

У аеробних умовах молекули піровиноградної кислоти можуть увійти в цикл Кребса і пройти ряд реакцій, які визначають їх повну деградацію до діоксиду вуглецю і води
З іншого боку, в анаеробних умовах молекули піровиноградної кислоти розкладаються на інші органічні сполуки, такі як молочна кислота або оцтова кислота, через процес ферментації.

Фази гліколізу

Основними подіями, що характеризують процес гліколізу, є:

фосфорилювання глюкози: дві молекули фосфату додаються до молекули глюкози, що постачається двома молекулами АТФ, які в свою чергу стають ADP. При цьому утворюється глюкоза 1, 6-дифосфат;

перетворення в фруктозу 1, 6-дифосфат : глюкоза 1, 6-дифосфат перетворюється в фруктозу 1, 6-дифосфат, проміжне з'єднання з шістьма атомами вуглецю, яке в свою чергу розщеплюється на дві більш прості сполуки, кожна з яких містить три атома вуглецю: фосфат дигидроксиацетона і 3-фосфат глицеральдегида. Дигідроксиацетон фосфат перетворюється в іншу молекулу глицеральдегида 3-фосфату;

утворення піровиноградної кислоти : обидва сполуки з трьома атомами вуглецю перетворюються в 1, 3-дифосфоглицератную кислоту; потім у фосфоглицерате; потім у фосфоенолпіруват; нарешті, в двох молекулах піровиноградної кислоти.

У ході цих реакцій синтезуються чотири молекули АТФ і 2 NADH.

Баланс ситуації

Гліколіз, починаючи з молекули глюкози, дозволяє отримати:

чистого виробництва 2 молекул АТФ
утворення 2 молекул сполуки NADH (нікотинамід аденин динуклеотид), яка діє як енергетичний носій.

Важливість гліколізу

У живих істотах гліколіз є першим етапом метаболічних шляхів виробництва енергії; він дозволяє використовувати глюкозу та інші прості цукру, такі як фруктоза і галактоза. У людини деякі тканини, які зазвичай мають аеробний обмін в особливих умовах дефіциту кисню, мають здатність отримувати енергію завдяки анаеробному гліколізу. Це відбувається, наприклад, в смугастої м'язової тканини, підданої інтенсивному і тривалому фізичному зусиллю. Таким чином, гнучкість системи виробництва енергії, яка може слідувати різним хімічним шляхам, дозволяє тілу задовольняти свої власні потреби. Однак не всі тканини здатні витримувати відсутність кисню; серцевий м'яз, наприклад, має меншу здатність виконувати гліколіз, тому важче витримувати анаеробні умови.

докладніше про гліколіз »

Анаеробний гліколіз

В анаеробних умовах (відсутність кисню) піруват перетворюється на дві молекули молочної кислоти з виділенням енергії у вигляді АТФ.

Цей процес, який виробляє 2 молекули АТФ, не може зберігатися більше 1 або 2 хвилин, оскільки накопичення молочної кислоти викликає відчуття втоми і перешкоджає скороченню м'язів.

У присутності кисню утворюється молочна кислота перетворюється в піровиноградна кислота, яка потім метаболізується завдяки циклу Кребса.

Цикл Кребса

Група хімічних реакцій, що відбуваються всередині клітини під час процесу клітинного дихання. Ці реакції несуть відповідальність за перетворення молекул від гліколізу в діоксид вуглецю, воду і енергію. Цей процес, уподобаний семи ферментами, також називають циклом трикарбонових кислот або лимонної кислоти. Цикл Кребса активний у всіх тварин, у вищих рослинах і в більшості бактерій. У еукаріотичних клітинах цикл відбувається в клітинному організмі, який називається мітохондріями. Відкриття цього циклу приписується британському біохіміку Гансу Адольфу Кребсу, який в 1937 році описав основні кроки.

ОСНОВНІ РЕАКЦІЇ

Наприкінці гліколізу утворюються дві молекули пірувату, які входять до мітохондрій і перетворюються в ацетильні групи. Кожна ацетильная група, що містить два атоми вуглецю, зв'язується з коферментом, утворюючи з'єднання, яке називається ацетилкоензимом А.

Це, у свою чергу, поєднує в собі молекулу з чотирма атомами вуглецю, оксалацетат, утворюючи з'єднання з шістьма атомами вуглецю, лимонну кислоту. На наступних етапах циклу молекула лимонної кислоти поступово переробляється, втрачаючи при цьому два атоми вуглецю, які усуваються у вигляді діоксиду вуглецю. Крім того, у цих пасажах вивільняються чотири електрони, які будуть використані для останнього етапу клітинного дихання, окисного фосфорилювання.

поглиблене вивчення циклу Кребса »

Окисне фосфорилювання

Третя фаза клітинного дихання називається окисним фосфорилюванням і відбувається на рівні мітохондріальних гребенів (складання внутрішньої мембрани мітохондрій). Вона полягає в перенесенні водень-електронів NADH до транспортного ланцюга (званого дихальним ланцюгом), утвореного цитохромами, аж до кисню, який являє собою кінцевий акцептор електронів. Проходження електронів передбачає вивільнення енергії, яка зберігається в зв'язках 36 молекул аденозиндифосфата (АДФ) через зв'язування фосфатних груп і що призводить до синтезу 36 молекул АТФ. Зі зменшенням вмісту кисню та іонів H +, що утворюються після переносу електронів з NADH та FADH, виводяться молекули води, які додаються до тих, що утворюються з циклом Кребса.

Механізми синтезу АТФ

Протони пропускаються через внутрішню мембрану мітохондрій у полегшеному процесі дифузії. Таким чином, фермент АТФ-синтаза отримує достатню енергію для отримання молекул АТФ, переносячи фосфатну групу в АДФ.

Перенесення електронів через дихальний ланцюг вимагає втручання ферментів, званих дегідрогеназами, які мають функцію "розривання" водню з донорських молекул (FADH і NADH), так що іони H + та електрони виробляються для дихального ланцюга. ; Більш того, цей процес вимагає наявності деяких вітамінів (зокрема, вітаміну С, Е, К і вітаміну В2 або рибофлавіну).

Ситуаційна точка: