glukóza

Z chemického hľadiska je glukóza cukor so šiestimi atómami uhlíka, a preto patrí do kategórie hexóz.

Glukóza je monosacharid, čo je cukor, ktorý nemožno hydrolyzovať na jednoduchší sacharid.

Väčšina komplexných cukrov prítomných v potrave je rozdelená a redukovaná na glukózu a iné jednoduché sacharidy.

Glukóza sa v skutočnosti získava hydrolýzou mnohých sacharidov, vrátane sacharózy, maltózy, celulózy, škrobu a glykogénu.

Pečeň je schopná premeniť iné jednoduché cukry, ako je fruktóza, na glukózu.

Vychádzajúc z glukózy je možné syntetizovať všetky sacharidy potrebné na prežitie organizmu.

Hladina glukózy v krvi a tkanivách je presne regulovaná niektorými hormónmi (inzulín a glukagón); Prebytok glukózy je uložený v niektorých tkanivách, vrátane svalov, vo forme glykogénu.

podrobne:

glukóza ako potrava (dextróza)
hladina glukózy v krvi (glukóza v krvi)
glukóza v moči (glykozúria)
GLUT transportéry glukózy
Zmenená tolerancia glukózy
OGTT Orálny záťažový test glukózy
Cyklus glukózy alanínu
glukózový sirup

glykolýza

Dôležitá bunková metabolická dráha, zodpovedná za konverziu glukózy na jednoduchšie molekuly a produkciu energie vo forme adenozíntrifosfátu (ATP).

Glykolýza je chemický proces, pri ktorom je molekula glukózy rozdelená na dve molekuly kyseliny pyrohroznovej; táto reakcia vedie k produkcii energie uloženej v 2 molekulách ATP.

Glykolýza je špecifická tým, že je schopná prebiehať ako v prítomnosti, tak aj v neprítomnosti kyslíka, aj keď v druhom prípade sa vyrába menšie množstvo energie.

V aeróbnych podmienkach môžu molekuly kyseliny pyrohroznovej vstúpiť do Krebsovho cyklu a podstúpiť sériu reakcií, ktoré určujú ich úplnú degradáciu na oxid uhličitý a vodu.
Na druhej strane v anaeróbnych podmienkach sa molekuly kyseliny pyrohroznovej rozkladajú na iné organické zlúčeniny, ako je kyselina mliečna alebo kyselina octová, v priebehu fermentačného procesu.

Fázy glykolýzy

Hlavné udalosti, ktoré charakterizujú proces glykolýzy, sú:

fosforylácia glukózy: k molekule glukózy sa pridajú dve fosfátové skupiny, dodávané dvoma ATP molekulami, ktoré sa potom stávajú ADP. Tak vzniká glukózový 1, 6-difosfát;

transformácia na fruktózový 1, 6-difosfát : glukóza 1, 6-difosfát sa transformuje na fruktózový 1, 6-difosfát, čo je medziproduktová zlúčenina so šiestimi atómami uhlíka, ktorá sa ďalej delí na dve jednoduchšie zlúčeniny, z ktorých každá obsahuje tri atómy uhlíka: dihydroxyacetón fosfát a glyceraldehyd 3-fosfát. Dihydroxyacetónfosfát sa konvertuje na inú molekulu glyceraldehyd-3-fosfátu;

tvorba kyseliny pyrohroznovej : dve zlúčeniny s tromi atómami uhlíka sú obidve transformované na 1, 3-difosfoglycerátovú kyselinu; potom vo fosfoglyceráte; potom vo fosfoenolpyruvate; nakoniec, v dvoch molekulách kyseliny pyrohroznovej.

V priebehu týchto reakcií sa syntetizujú štyri molekuly ATP a 2 NADH.

Bilancia situácie

Glykolýza vychádzajúca z molekuly glukózy umožňuje získať:

čistá produkcia 2 ATP molekúl
tvorba 2 molekúl zlúčeniny, NADH (nikotínamid adenín dinukleotidu), ktorá pôsobí ako nosič energie.

Význam glykolýzy

V živých bytostiach je glykolýza prvá etapa metabolických ciest výroby energie; umožňuje použitie glukózy a iných jednoduchých cukrov, ako je fruktóza a galaktóza. U ľudí majú niektoré tkanivá, ktoré majú normálne aeróbny metabolizmus, najmä v podmienkach nedostatku kyslíka, schopnosť získavať energiu vďaka anaeróbnej glykolýze. K tomu dochádza napríklad v pruhovanom svalovom tkanive vystavenom intenzívnemu a dlhodobému fyzickému úsiliu. Týmto spôsobom flexibilita systému výroby energie, ktorý môže sledovať rôzne chemické cesty, umožňuje telu uspokojiť vlastné potreby. Avšak nie všetky tkaniny sú schopné odolať neprítomnosti kyslíka; napríklad srdcový sval má nižšiu schopnosť vykonávať glykolýzu, preto je ťažšie odolávať anaeróbnym podmienkam.

viac o glykolýze »

Anaeróbna glykolýza

V anaeróbnych podmienkach (nedostatok kyslíka) sa pyruvát premieňa na dve molekuly kyseliny mliečnej s uvoľňovaním energie vo forme ATP.

Tento proces, ktorý produkuje 2 ATP molekuly, nemôže trvať dlhšie ako 1 alebo 2 minúty, pretože akumulácia kyseliny mliečnej vyvoláva pocit únavy a bráni svalovej kontrakcii.

V prítomnosti kyslíka sa vytvorená kyselina mliečna transformuje na kyselinu pyrohroznovú, ktorá sa potom metabolizuje vďaka Krebsovmu cyklu.

Krebsov cyklus

Skupina chemických reakcií, ktoré prebiehajú v bunke počas bunkového respiračného procesu. Tieto reakcie sú zodpovedné za transformáciu molekúl z glykolýzy na oxid uhličitý, vodu a energiu. Tento proces, uprednostňovaný siedmimi enzýmami, sa tiež nazýva cyklus trikarboxylových kyselín alebo kyseliny citrónovej. Krebsov cyklus je aktívny u všetkých zvierat, vo vyšších rastlinách a vo väčšine baktérií. V eukaryotických bunkách prebieha cyklus v bunkovom organizme nazývanom mitochondrie. Objav tohto cyklu je pripisovaný britskému biochemikovi Hansovi Adolfovi Krebsovi, ktorý v roku 1937 opísal hlavné kroky.

HLAVNÉ REAKCIE

Na konci glykolýzy sa vytvoria dve molekuly pyruvátu, ktoré vstupujú do mitochondrií a transformujú sa na acetylové skupiny. Každá acetylová skupina, obsahujúca dva atómy uhlíka, sa viaže na koenzým, pričom tvorí zlúčeninu nazývanú acetylkoenzým A.

To zase kombinuje s molekulou so štyrmi atómami uhlíka oxalacetát, aby sa vytvorila zlúčenina so šiestimi atómami uhlíka, kyselina citrónová. V nasledujúcich krokoch cyklu sa molekula kyseliny citrónovej postupne prepracováva, čím dochádza k strate dvoch atómov uhlíka, ktoré sú eliminované vo forme oxidu uhličitého. Ďalej sa v týchto pasážach uvoľňujú štyri elektróny, ktoré sa použijú na posledný krok bunkovej respirácie, oxidačnej fosforylácie.

hĺbková štúdia Krebsovho cyklu »

Oxidačná fosforylácia

Tretia fáza bunkovej respirácie sa nazýva oxidačná fosforylácia a vyskytuje sa na úrovni mitochondriálnych hrebeňov (skladanie vnútornej membrány mitochondrií). Spočíva v prenose vodíkových elektrónov NADH na transportný reťazec (nazývaný dýchací reťazec) tvorený cytochrómami až na kyslík, ktorý predstavuje konečný akceptor elektrónov. Prechod elektrónov zahŕňa uvoľňovanie energie, ktorá je uložená vo väzbách 36 molekúl adenozíndifosfátu (ADP) prostredníctvom väzby fosfátových skupín a vedie k syntéze 36 molekúl ATP. Z redukcie kyslíka a H + iónov, ktoré sa tvoria po prenose elektrónov z NADH a FADH, sú odvodené molekuly vody, ktoré sú pridané k molekulám vyrobeným Krebsovým cyklom.

Mechanizmy syntézy ATP

Protóny sa prechádzajú cez vnútornú membránu mitochondrií v uľahčenom difúznom procese. Enzým ATP syntáza tak získava dostatočnú energiu na produkciu ATP molekúl, pričom transferuje fosfátovú skupinu do ADP.

Prenos elektrónov cez dýchací reťazec vyžaduje zásah enzýmov nazývaných dehydrogenázy, ktoré majú funkciu "trhania" vodíka z donorových molekúl (FADH a NADH), takže ióny H + a elektróny sú produkované pre dýchací reťazec. ; navyše tento proces vyžaduje prítomnosť niektorých vitamínov (najmä vitamínu C, E, K a vitamínu B2 alebo riboflavínu).

Situačný bod: