Glikolizė (iš graikų. Glycys - saldus ir lizės - tirpimas, skilimas) yra fermentinių reakcijų seka, dėl kurios gliukozė paverčiama piruvatu ir tuo pačiu metu susidaro ATP.
Aerobinėmis sąlygomis piruvatas prasiskverbia į mitochondrijas, kur jis visiškai oksiduojamas į CO.2 ir H2A. Jei deguonies kiekis yra nepakankamas, kaip tai gali būti aktyviai susitraukiančioje raumenyje, piruvatas paverčiamas laktatu.
Taigi, glikolizė yra ne tik pagrindinis gliukozės panaudojimo būdas ląstelėse, bet ir unikalus būdas, nes jis gali naudoti deguonį, jei
pastarasis yra prieinamas (aerobinės sąlygos), bet taip pat gali atsirasti be deguonies (anaerobinės sąlygos).
Anaerobinis glikolizė yra kompleksinis fermentinis procesas, skirtas gliukozės skaidymui, atsirandančiam žmonių ir gyvūnų audiniuose be deguonies suvartojimo. Glikolizės galutinis produktas yra pieno rūgštis. ATP susidaro glikolizės metu. Visą glikolizės lygtį galima pavaizduoti taip:
Anaerobinėmis sąlygomis glikolizė yra vienintelis energijos tiekimo procesas gyvūno kūne. Dėl glikolizės žmogaus organizmas ir gyvūnai deguonies trūkumo sąlygomis gali atlikti tam tikrą skaičių fiziologinių funkcijų. Tais atvejais, kai glikolizė vyksta esant deguoniui, jie kalba apie aerobinę glikolizę.
Anaerobinių glikolizės reakcijų seka ir jų tarpiniai produktai buvo gerai ištirti. Glikolizės procesą katalizuoja vienuolika fermentų, kurių dauguma yra izoliuoti homogeniškoje, klastinėje arba labai išgrynintoje formoje ir kurių savybės yra gana gerai žinomos. Atkreipkite dėmesį, kad glikolizė vyksta ląstelės halo-plazmoje (cytosolyje).
Pirmoji fermentinė glikolizės reakcija yra fosforilinimas, t.y. ortofosfato likučio perkėlimas į gliukozę. Reakciją katalizuoja heksokinazės fermentas:
Gliukozės-6-fosfato susidarymą heksokinazės reakcijoje lydi nemažas laisvos sistemos energijos kiekis ir gali būti laikomas beveik negrįžtamu procesu.
Svarbiausia heksokinazės savybė yra jo slopinimas gliukozės-6-fosfato, t.y. pastarasis veikia kaip reakcijos produktas ir kaip allosterinis inhibitorius.
Fermentas heksokinazė gali katalizuoti ne tik D-gliukozės, bet ir kitų heksozių, ypač D-fruktozės, D-manozės ir tt fosforilinimą. Kepenyse, be heksokinazės, yra fermentas glikokinazė, kuri katalizuoja tik D-gliukozės fosforilinimą. Šis fermentas nėra raumenų audinyje (išsamesnė informacija pateikta 16 skyriuje).
Antroji glikolizės reakcija yra gliukozės-6-fosfato konversija fermento gliukozės-6-fosfato izomerazės poveikiu fruktozei-6-fosfatui:
Ši reakcija vyksta lengvai abiem kryptimis ir nereikalauja jokių kofaktorių.
Trečiąją reakciją katalizuoja fosfruktokinazės fermentas; gautą fruktozę-6-fosfatą vėl fosforilina antra ATP molekulė:
Ši reakcija yra beveik negrįžtama, analogiška heksokinazei, vyksta esant magnio jonams ir yra lėtai vykstanti glikolizės reakcija. Tiesą sakant, ši reakcija lemia glikolizės visumą.
Fosfofrukokinazė yra vienas iš alosterinių fermentų. Ją slopina ATP ir stimuliuoja AMP. Esant reikšmingoms ATP / AMP santykio reikšmėms fosfofrukokinazės aktyvumas slopinamas ir glikolizė sulėtėja. Priešingai, sumažinus šį santykį, padidėja glikolizės intensyvumas. Taigi, nedirbančiame raumenyje fosofrukokinazės aktyvumas yra mažas, o ATP koncentracija yra palyginti didelė. Raumenų darbo metu yra intensyvus ATP suvartojimas ir padidėja fosofrukokinazės aktyvumas, dėl kurio padidėja glikolizės procesas.
Ketvirtąją glikolizės reakciją katalizuoja aldolazės fermentas. Šio fermento įtakoje fruktozė-1,6-bisfosfatas yra padalintas į dvi fosfotozes:
Ši reakcija yra grįžtama. Priklausomai nuo temperatūros, pusiausvyra nustatoma kitokiu lygiu. Padidėjus temperatūrai, reakcija pereina prie didesnio triozės fosfatų (dihidro-kiacetono fosfato ir gliceraldehido-3-fosfato) susidarymo.
Penktoji reakcija yra triozės fosfato izomerizacijos reakcija. Jį katalizuoja fermentas triosfosfato izomerazė:
Šios izomerazės reakcijos pusiausvyra perkeliama į dihidroksiacetonfosfatą: 95% dihidroksiacetonfosfatą ir apie 5% gliceraldehid-3-fosfatą. Vėlesnėse glikolizės reakcijose gali būti tik vienas iš dviejų susidariusių triosofosfatų, būtent gliceraldehido-3-fosfatas. Kaip rezultatas, kadangi fosforo-triozės aldehido forma toliau paverčiama, di-hidroksi acetono fosfatas paverčiamas gliceraldehid-3-fosfatu.
Gliceraldehido-3-fosfato susidarymas, kai buvo baigtas pirmasis glikolizės etapas. Antrasis etapas yra sunkiausias ir svarbiausias. Tai apima redokso reakciją (glikolitinę oksidacijos reakciją), sujungtą su substrato fosforilinimu, kurio metu susidaro ATP.
Dėl šeštosios gliceraldehido-3-fosfato reakcijos, dalyvaujant fermentui gliceraldehido fosfato dehidrogenazei, koenzimui NAD ir neorganiniam fosfatui susidaro savitas oksidavimas, susidarant 1,3-bisfosfoglicerio rūgščiai ir sumažėjusiai NAD (NADH). Šią reakciją blokuoja jodas arba bromacetatas, vyksta keliais etapais:
1,3-bisfosogliceratas yra didelės energijos junginys (aukštai energinė jungtis, tradiciškai pažymėta „tilde“).
). Gliceraldehido fosfato dehidrogenazės veikimo mechanizmas yra toks: esant neorganiniam fosfatui, NAD + veikia kaip vandenilio akceptorius, kuris yra atskirtas nuo gliceraldehido-3-fosfato. NADH susidarymo procese gliceraldehido-3-fosfatas jungiasi prie fermento molekulės pastarųjų SH grupių sąskaita. Susidaręs ryšys yra daug energijos, tačiau jis yra trapus ir dalijasi neorganinio fosfato įtakoje, susidarant 1,3-bisfosfoglicerio rūgščiai.
Septintąją reakciją katalizuoja fosfoglicerato kinazė, o daug energijos turinčios fosfato liekanos (fosfato grupė 1 padėtyje) perkeliamos į ADP su ATP ir 3-fosfoglicerino rūgšties (3-fosfoglicerato) susidarymu:
Taigi, dėl dviejų fermentų (gliceraldehifosfato dehidrogenazės ir fosfoglicerato kinazės) poveikio, gliceraldehido-3-fosfato aldehido grupės oksidacijos metu išsiskirianti energija į karboksilo grupę yra saugoma ATP energijos pavidalu. Priešingai nei oksidacinis fosforilinimas, ATP formavimasis iš didelės energijos junginių vadinamas substrato fosforilinimu.
Aštuntoji reakcija yra lydima likusios fosfato grupės molekulinio pernešimo, o 3-fosfoglicerino rūgštis paverčiama 2-fosficiklino rūgštimi (2-fosfogliceratu).
Reakcija yra lengvai grįžtama, vyksta esant Mg 2+ jonams. Fermento kofaktorius taip pat yra 2,3-bisfosfoglicerio rūgštis, kaip ir fosfoglukomutazės reakcijoje, gliukozės-1,6-bisfosfatas yra kofaktoriaus vaidmuo:
Devintąją reakciją katalizuoja enolazė, o 2-fosfoglicerino rūgštis, suskaidžiusi vandens molekulę į fosfoenolpiruvinę rūgštį (fosfoenolpiruvatą), ir 2-oje padėtyje esanti fosfatinė jungtis tampa didele energija:
Enolazę aktyvuoja dvivalentiai katijonai Mg 2+ arba Mn 2+, ir juos slopina fluoridas.
Dešimtąją reakciją apibūdina didelės energijos rišimas ir fosfato liekanos perkėlimas iš fosfinolpiruvato į ADP (substrato fosforilinimas). Katalizuoja fermentas piruvato kinazė:
Piruvato kinazės veikimui reikia Mg 2+ jonų, taip pat monovalentų šarminių metalų katijonų (K + arba kiti). Ląstelės viduje reakcija yra beveik negrįžtama.
Dėl vienuoliktos reakcijos sumažėja piruvino rūgštis ir susidaro pieno rūgštis. Reakcija vyksta dalyvaujant fermentui laktato dehidrogenazei ir koenzimui NADH, suformuotiems šeštoje reakcijoje:
Reakcijų, vykstančių glikolizėje, seka pavaizduota Fig. 10.3.
Fig. 10.3. Glikolizės reakcijų seka.
1 - heksokinazė; 2 - fosfukliukozominiai laikai; 3 - fosfofrukokinazė; 4 - aldo-lase; 5 - triozės fosfato izomerazė; 6 - gliceraldehido fosfato dehidrogenazė; 7-fosfoglicerato kinazė; 8 - fosfogliceromutazė; 9 - enolazė; 10 - piruvato-nazos; 11 - laktato dehidrogenazė.
Piruvato redukcijos reakcija baigia vidinį redokso glikolizės ciklą. NAD + atlieka tarpinio vandenilio nešiklio vaidmenį nuo gliceraldehido-3-fosfato (6-oji reakcija) iki piruvinės rūgšties (11-oji reakcija), o ji pati atsinaujina ir vėl gali dalyvauti cikliniame procese, vadinamame glikolitiniu oksidavimu.
Biologinė glikolizės proceso svarba visų pirma yra formuojant daug energijos turinčius fosforo junginius. Glikolizės ankstyvosiose stadijose pasibaigia 2 ATP molekulės (heksokinazės ir fosfosfukcino-kinazės reakcijos). Tolesnėse 4 ATP molekulėse (fosfoglicerato kinazės ir piruvato kinazės reakcijose) susidaro. Taigi, glikolizės energinis efektyvumas anaerobinėmis sąlygomis yra 2 ATP molekulės vienai gliukozės molekulei.
Kaip pažymėta, pagrindinė reakcija, ribojanti glikolizės greitį, yra fosfofrukokinazė. Antroji reakcija, greičio ribojimo ir reguliavimo glikolizė yra heksokinazės reakcija. Be to, glikolizę taip pat kontroliuoja LDH ir jo izofermentai.
Audiniuose su aerobiniu metabolizmu (širdies, inkstų ir tt audiniuose) dominuoja LDH izofermentai.1 ir LDH2 (žr. 4 skyrių). Šiuos izofermentus slopina net mažos piruvato koncentracijos, kurios apsaugo nuo pieno rūgšties susidarymo ir prisideda prie visiškesnio piruvato (tiksliau acetilo CoA) oksidacijos trikarboksirūgšties cikle.
Žmogaus audiniuose, kurie iš esmės naudoja glikolizės energiją (pvz., Skeleto raumenis), pagrindiniai izofermentai yra LDH5 ir LDH4. LDH aktyvumas5 maksimalus tose piruvato koncentracijose, kurios slopina LDH1. LDH izofermentų dominavimas4 ir LDH5 sukelia intensyvią anaerobinę glikolizę, greitai pakeičiant piruvatą į pieno rūgštį.
Kaip pažymėta, glikogeno anaerobinio suskirstymo procesas vadinamas glikogenolizė. Glikogeno D-gliukozės vienetų įtraukimas į glikolizės procesą vyksta dalyvaujant 2 fermentams - fosforilazei ir fosfo-gliukomutazei. Gliukozės proceso metu gali būti įtrauktas gliukozės-6-fosfatas, susidaręs dėl fosfoglukomutazės reakcijos. Sukūrus gliukozės-6-fosfatą, tolesni glikolizės ir glikogenolizės keliai visiškai sutampa:
Glikogenolizės procese ne du, bet trys ATP molekulės kaupiasi didelio energijos junginių pavidalu (ATP nėra išleista gliukozės-6-fosfato formavimui). Atrodo, kad glikogenolizės energijos vartojimo efektyvumas yra šiek tiek didesnis nei glikolizės procesas, tačiau šis efektyvumas realizuojamas tik esant aktyviai fosforilazei a. Reikėtų nepamiršti, kad ATP suvartojama fosforolilazės b aktyvinimo procese (žr. 10.2 pav.).
Biologija
Glikolizė (graikų. Glykos - saldus, lizės skilimas) yra pirmasis ląstelių kvėpavimo etapas, kuris yra reakcijų seka, kurios metu viena gliukozės molekulė (C6H12O6) suskirsto į dvi pirovinės rūgšties molekules (C. t3H4O3). Reakcijos vyksta citoplazmoje be deguonies dalyvavimo, bet dalyvaujant fermentams. Piruvate anglies atomai yra oksiduotesni, nes keturi vandenilio atomai suskaido ir atkuria kitą junginį (NAD į NAD · H2).
Bendra glikolizės reakcija
Grynas ATP saugomas energijos kiekis yra tik dvi molekulės, kurios rodo mažą šio ląstelių kvėpavimo etapo efektyvumą. Didžioji dalis gliukozės energijos lieka pirovinėje rūgštyje ir yra saugoma NAD · H2. Aerobinio kvėpavimo metu ši energija naudojama pagrindiniam ATP molekulių kiekiui gaminti.
Kadangi gliukozė glikolizės metu praranda keturis vandenilio atomus, ji oksiduojama. Vandenilio akceptoriai yra nikotinamido adenino dinukleotidų molekulės (NAD +).
Gliukozė iš karto neskaidoma į piruvatą, bet iš eilės sekančių reakcijų. Iš viso jie gali būti pateikiami trimis etapais:
Gliukozė fosforilinama ATP fosfatų grupėmis ir paverčiama fruktozės-1,6-bisfosfatu. Jis naudoja dvi ATP molekules, kurios tampa ADP.
Fruktozė-1,6-bifosfatas yra padalintas į du fosforilintus tris anglies cukrus.
Šie cukrūs paverčiami pirovine rūgštimi. Tokiu atveju susintetinamos keturios ATP molekulės, o vandenilis pridedamas prie dviejų NAD molekulių.
Apie devynis konvejerį sudarančius fermentus dalyvauja glikolizėje. Kaip matyti iš schemos, glikolizė vyksta dešimt etapų.
Toliau oksiduojant pirovinę rūgštį mitochondrijose, naudojama NAD · H saugoma energija.2.
Evoliucijos procese glikolizė yra pirmasis būdas gauti ATP. Mūsų laikais tiek prokariotams, tiek eukariotams būdingas vienas iš ląstelių kvėpavimo etapų.
Reikėtų nepamiršti, kad ląstelėse glikolizė nėra vienintelis būdas oksiduoti gliukozę.
6 priežastys, dėl kurių nevalgyti cukraus ir ką jis suskaido organizme
Malonu pasveikinti jus, mano ištikimi abonentai! Siūlau aptarti vieną sudėtingą, bet labai svarbią temą: ką suskaldo organizme esantis cukrus? Būkime sąžiningi: visi mėgsta valgyti saldus. Tačiau nedaugelis žmonių įsivaizduoja cukraus pavojų ir kaip jo vartojimas gali baigtis organizmu.
Cukrus yra balta nuodija. Ar tai tiesa?
Pirmiausia, cukrus yra vienas iš geriausiai parduodamų maisto produktų pasaulyje. Sunku nesutikti su tuo. Pripažinkite, kad kiekvienos iš jūsų virtuvėje yra cukraus?
Jis būtinas konditerijos gaminiams, desertams, uogienėms, marinatams ruošti. Neturime savęs šaukšto cukraus, pridėto prie arbatos ar kavos. Norint pasakyti, kad šis produktas yra visiškai kenksmingas sveikatai, tai neįmanoma. Šis produktas yra būtinas, kad įstaiga:
- stiprinti smegenų veiklą;
- išvengti kraujo krešulių susidarymo kraujagyslėse;
- stimuliuoja kepenų ir blužnies funkcijas;
- smegenų ir nugaros smegenų kraujotakos normalizavimas;
- padidėjęs apetitas ir nuotaika.
Žmogus be cukraus negali būti sveikas, tikrai. Dėl saldus, atminties trūkumo, dėmesys pablogės;
Ne veltui, kad ryte moksleiviai ir studentai, prieš mokydamiesi ar nagrinėdami, rekomenduoja gerti puodelį saldaus arbatos arba valgyti šokoladą. Mūsų kraujas ypač reikalingas cukrui.
Tačiau, be naudingų savybių, cukrus gali sukelti ir pakenkti organizmui:
- svorio padidėjimas;
- padidėjęs gliukozės kiekis kraujyje;
- kasos apkrova;
- širdies sutrikimai;
- odos ligos;
- dantų ėduonis.
Žinoma, mes nekalbame apie gryną cukrų, bet apie produktus, turinčius jo turinį. Dienos metu mes galime valgyti nekenksmingą jogurtą, avižinius sausainius ar obuolius.
Ar žinote, kad, pasak Pasaulio sveikatos organizacijos, kasdienis cukraus lygis moterims yra 25 gramai, o vyrams - 37?
Pavyzdžiui, obuolyje jau yra 10 gramų cukraus. Ir jei gėrėte stiklinę saldaus sodos - tai jau viršija jūsų dienos poreikį.
Taigi, grįžtant prie klausimo, ar cukrus yra nuodus, galite atsakyti į tai, kas atsitinka, jei ji viršija normą. Saldūs mums reikia, bet pagrįstais kiekiais.
Kas atsitinka su cukrumi organizme?
Tikriausiai neturite daugiau nei vieną kartą atlikti kraujo tyrimą dėl cukraus, todėl žinote, kad jo lygis turi būti stabilus. Norėdami suprasti, kaip tai veikia, siūlau apsvarstyti, kas yra cukrus apskritai ir kas atsitinka, kai ji patenka į mūsų kūną.
Pramoninis cukrus, kurį naudojame kulinarijos reikmėms, iš tikrųjų yra sacharozė, angliavandeniai, pagaminti iš runkelių ar cukranendrių.
Sacharozę sudaro gliukozė ir fruktozė. Sacharozė suskirstoma į gliukozę ir fruktozę ne tik organizme, bet jau burnoje, kai mes vartojame maistą. Skaldymas vyksta esant seilių fermentams.
Ir tik tada visos medžiagos absorbuojamos į kraują. Gliukozė suteikia kūno energijos atsargas. Taip pat, kai organizme pradeda sacharozę, prasideda hormono insulino susidarymas.
Tai savo ruožtu veikia glikogeno susidarymą iš likusio gliukozės, kuris tarnauja kaip tam tikras energijos kiekis.
Ir dabar įsivaizduokite, kad žmogus valgo daug saldus. Dalis išgauto gliukozės skilimo eina į reikiamą energiją.
Likusi dalis pradedama gydyti insulinu. Bet kadangi yra daug gliukozės, insulinas neturi laiko dirbti ir padidina jo intensyvumą.
Ir tai yra didelė kasos apkrova. Laikui bėgant liaukų ląstelės yra išeikvotos ir tiesiog negali pagaminti pakankamai insulino. Tai vadinama diabetu.
Kitas saldus mylėtojų pavojus slypi tuo, kad kepenyse gliukozės perteklius paverčiamas riebalų rūgštimis ir glicerinu, kurie yra deponuojami riebaluose. Paprasta kalba žmogus pradeda atsigauti, nes jo kūnas neturi laiko išleisti riebalų atsargas ir paprasčiausiai juos atideda.
Kaip naudoti cukrų sveikatai?
Kaip jau minėjau, organizmui reikia sacharozės, tačiau būtina naudoti šį produktą teisingai ir protingai. Galų gale, pernelyg didelė meilė desertams ir pyragams gali sukelti nutukimą, diabetą, skrandžio ir širdies problemas.
Tai ir antsvoris, kuris akimirksniu prideda amžių asmeniui, todėl jo išvaizda yra nesveika. Todėl svarbu išmokti kontroliuoti saldžių maisto produktų, suvalgytų, lygį.
- ribą, ir, pageidautina, pašalinti iš gryno cukraus iš dietos;
- valgyti sacharozę natūraliai: vaisiai, uogos, medus, džiovinti vaisiai, riešutai, daržovės;
- kepant desertą ar kepant maistą, kelis kartus sumažinkite receptą, pateiktą recepte, ir geriau panaudokite medų, kokoso ar rudojo cukraus, sirupų, kurių pagrindą sudaro agavai, klevas, natūralus stevijos ekstraktas;
- valgyti saldus ryte;
- jei geriate arbatą su saldumynais ar sausainiais, gėrimas turi būti pikantiškas.
Be to, reikia daugiau judėti ir gerti daugiau gryno vandens, kad iš organizmo pašalintų angliavandenių perteklius. Jei tikrai norite valgyti pyragą, valgykite džiovintus abrikosus ar riešutus.
Ir taip, kad organizmas nejaustų gliukozės ir fruktozės trūkumo, geria spiruliną ir chlorella. Šios dvi dumbliai labai pašalina saldumynų troškimą. Kas tai yra, aš jums pasakysiu šiuose straipsniuose.
Taip pat atkreipkite dėmesį į produkto tipą. Pasaulyje, kuris tiesiog nesinaudoja sacharozės žaliava! Ir runkeliai, nendrės, beržo sultys ir net klevo sultys!
Mes naudojame cukrinių runkelių rafinuotą cukrų. Ankstesniuose straipsniuose jau sakiau, kaip rafinavimas yra pavojingas, kodėl geriau atsisakyti tokių produktų. Leiskite jums trumpai priminti: rafinavimas yra produkto valymo procesas, veikiant tokiems chemikalams kaip benzinas.
Kuris cukrus yra sveikesnis: runkeliai ar cukranendrių? Tikrai neįmanoma pasakyti, kad viskas priklauso nuo produkto kokybės. Mes turime daug brangiau, bet tai yra dėl to, kad ji yra importuojama iš užsienio.
Aš rekomenduoju pirkti žalias produktas (net cukranendrių, runkelių nors). Jis gali būti atpažįstamas pagal jo rudą arba geltoną spalvą. Jis neatrodo labai gražus, tačiau jame yra daug naudingų savybių ir vertingų mineralų!
Tai visi mano brangūs abonentai! Džiaugiuosi, jei šis straipsnis jums būtų naudingas ir padėtų bent jau žingsnį arčiau sveiko gyvenimo būdo. Perskaitykite naudai, pasakykite savo draugams, bet aš ne atsisveikinu su jumis ir netrukus pasakysiu jums kažką įdomaus!
Cukrus. Gliukozės skaidymas. Energija
L, K. STAROSELTSEVA, biologijos mokslų daktaras
Kai tik dabar jie nekviesti cukraus: baltojo priešo, saldaus nuodų ir tuščių kalorijų. Kodėl šis maisto produktas yra toks sunkus kaltinimas? Norint atsakyti į šį klausimą, apsvarstykime, koks cukrus yra ir kokiu keliu jis ima patekti į kūną.
Cukrus yra gaminamas, kaip žinoma, iš cukrinių runkelių arba cukranendrių. Pagal cheminę sudėtį jis klasifikuojamas kaip angliavandenių disacharidas, susidedantis iš gliukozės ir fruktozės. Sacharozėje nėra nei vitaminų, nei mineralinių druskų, nei kitų biologiškai aktyvių medžiagų, kurios randamos beveik visuose kituose augalinės ir gyvūninės kilmės maisto produktuose.
Tačiau tai nereiškia, kad cukrus neturi privalumų. Gliukozė yra būtina smegenų audinių, kepenų, raumenų mitybai. Kad šie ir kiti organai būtų pakankamai aprūpinti gliukoze, jo kiekis kraujyje turi būti pastovus: 3,4-5,5 mmol / l arba 60-90%.
Cukrus yra suskirstytas į gliukozę ir fruktozę jau burnoje su seilių fermentais. Per uevxs.-: „gleivinės ląstelės, esančios hyulost“ 1 burną. ir tada plonosios žarnos gg -: - :: - g: =.: - ■: absorbuojamos į kraują. Galas
: a_. ': jos = •: ■:;>' pakyla, ir tai yra signalas
insulino hormono sekrecija
g, tiksli liauka.
Insulinas stimuliuoja gliukinazės fermento aktyvumą
.-: -_ = kepenų ląstelėse ir palankiose /
/ -anionas gliukozės fosoro molekulėms. kadangi tik šiose (fosforilintoje) formose gliukozė čia, kepenyse, gali būti suskaidyta į galutinius medžiagų apykaitos produktus, tuo pat metu atleidžiant energiją. Beje, prisiminkite, kad keičiant 100 gramų cukraus organizme, išleidžiamos 374 kilokalorijos.
Tačiau ne visi gliukozės kiekiai iš karto padengia energijos poreikius. Insulino įtakoje dalis gliukozės paverčiama glikogenu, kuris nusėda daugiausia kepenyse. Tai yra rezervas, kurį organizmas naudoja nuolatinei gliukozės koncentracijai kraujyje išlaikyti, taigi ir aprūpinti jį organais ir audiniais.
Tie, kurie valgo daug saldumynų, pasireiškia hiperglikemija, ty gliukozės kiekis kraujyje, dėl kurio padidėja insulino sekrecija, siekiant panaudoti šį gliukozę. Dėl to Langerhanso kasos salelių beta ląstelės gamina perkrovą. Ir kai jie yra išeikvoti ir pradeda gaminti mažiau insulino, gliukozės transformacijos ir suskaidymo procesai yra sutrikdyti. Ir tai gali sukelti diabeto vystymąsi.
Kitas, taip pat rimtas pavojus grasina saldaus danties. Skaldymo ir gliukozės konversijos procese kepenyse susidaro riebalų rūgštys ir glicerinas. Riebalų rūgštys (kai kurios iš jų yra trigliceridų pavidalo, o kai kurios - laisvos formos) yra išskiriamos į kraują ir pernešamos į riebalinio audinio depą, pavyzdžiui, į poodinį riebalinį audinį, ir deponuojamos ten. Padidėjus cukraus kiekiui organizme, gali padidėti riebalų kiekis kraujyje (hiperlipidemija), o jo kiekis yra didesnis už riebalų sandėlį. Nutukimas neišvengiamai vystosi. Kadangi tiek hiperglikemija, tiek hiperlipidemija yra sąlygos, kurios paprastai yra tarpusavyje susijusios, cukrinis diabetas ir nutukimas dažnai vyksta kartu. Ir ne atsitiktinumas, kad nutukę cukriniu diabetu sergantieji serga dažniau nei normalus kūno svoris.
Perteklinio cukraus vartojimas pažeidžia visų medžiagų, įskaitant baltymus, metabolizmą. Kai hiperglikemija slopina kasos hormono sekreciją - gliukogoną, o jo trūkumo sąlygomis baltymų suskaidymas į amino rūgštis yra nesėkmingas. Baltymų ir angliavandenių apykaitos pažeidimas kartu su salos aparato funkcijų sutrikimu susilpnina organizmo apsaugą. Tai patvirtina klinikiniai stebėjimai, rodantys, kad cukriniu diabetu sergantiems pacientams sumažėja imunitetas.
Jūs neturėtumėte įsitraukti į saldus, nes burnos ertmėje cukrus tampa palankia aplinka gyvybiškai svarbioms bakterijoms, kurios naikina danties emalį ir sukelia dantų ėduonį.
Kiek cukraus galite valgyti, kad nesugadintumėte kūno? Kaip rekomendavo SSRS Medicinos mokslų akademijos Mitybos instituto specialistai, ne daugiau kaip 50–70 gramų per dieną, įskaitant cukraus, esančio saldumynuose, konditerijos gaminiuose ir saldus patiekalus. Vyresnio amžiaus žmonėms šis rodiklis sumažinamas iki 30-50 gramų. Ir tie, kurie linkę būti antsvoriais, neturėtų valgyti cukraus. Galų gale, gliukozė organizme susidaro ne tik iš sacharozės, bet ir iš amino rūgščių, krakmolo ir riebalų. Taigi cukraus trūkumas mityboje su visiškai subalansuota mityba nėra pavojingas, tačiau jo perteklius kelia grėsmę nelaimėms.
Fermentų poveikis cukraus skaidymui
Fermentai, atsakingi už cukraus molekulių skilimą mūsų kūno virškinimo sistemoje, yra dideli. Kiekvienas virškinimo trakto organas ar ertmė turi tokį tokių fermentų rinkinį. Kodėl gi ne daryti universalų? Ir ar yra toks?
Fermentų įvairovės priežastys
Yra keletas priežasčių, kodėl tokie įvairūs fermentai suskaido cukrų. Pagrindiniai yra šie:
1. Įvairių rūšių cukrus.
Iš tiesų, net mažiausios elementarinės cukraus molekulės sudaro gana daug atomų. Tik šiek tiek keičiasi jų vieta, nes cukrus dramatiškai keičia jo savybes. Ir kiekvienas augalas turi savo specifinį šių medžiagų tipą. Ir kiekvienam kūno tipui reikia turėti savo fermentą.
2. Mažų molekulių junginiai į didelius.
Net tos pačios cukraus molekulės, skirtingai jungiančios grandines, sudaro skirtingus polisacharidus. Pavyzdžiui, krakmolas ir glikogenas yra didelės gliukozės molekulių grandinės, tačiau jos skirstomos pagal fermentų veikimą skirtingais būdais.
3. Skirtumai tarp cukrų, einančių per skirtingus organus.
Jei cukrus patenka į burnos ertmę labai ilgos tos pačios krakmolo ar glikogeno grandinės, tada jau žarnyne lieka tik mažos molekulės, kurioms reikia savo požiūrio. Ir dėl ilgo istorinio įpročio suvartoti didelį kiekį augalų maisto, mūsų kūnas išmoko gaminti įvairius fermentus, kad suskirstytų daugumą cukrų.
Cukraus kelias kūno viduje
Iš pradžių, kai tik organizme, cukrus pradeda apdoroti ląstelėje, kuri vis dar yra burnoje. Čia jie yra ilgos ir nevirškinamos daugelio atskirų molekulių grandinės. Fermentų poveikis burnos ertmėje palaipsniui naikina jų tarpusavio ryšį. Dėl šios priežasties didelė molekulė palaipsniui įsiskverbia į jo sudedamąsias dalis.
Skrandis taip pat turi savo skrandžio amilazę, o tai rodo, kad cukraus grandinių atskyrimo procesas tęsiasi čia. Vienintelis toks polisacharidas, kuris mūsų organizme nėra virškinamas ir nėra jautrus fermentų veikimui, yra celiuliozė. Jis eina per žmogaus virškinimo traktą, vaidina svarbų vaidmenį palaikant žarnyno toną. Tačiau žarnyne esantys termitai yra bakterijos, turinčios savo fermentų celiuliozės virškinimui. Fermentų poveikis leidžia šiems vabzdžiams gerai valgyti seną medieną ir įvairius augalų likučius.
Bet jau cukraus žarnyne patenka į atskiras mažas sacharozės, maltozės ir laktozės molekules. Šie cukrūs susideda iš dviejų elementarių molekulių. Maltozė, pavyzdžiui, - iš dviejų gliukozės molekulių ir sacharozės - iš gliukozės ir fruktozės. Ir šiose dvigubose plonosios žarnos molekulėse pradeda veikti specifiniai fermentai, kuriuos vadina pats cukraus pavadinimas - maltazė, laktazė, sacharazė.
Ir jau mažiausios, atskiros molekulės yra laisvai įsisavinamos žarnyne, patenka į kraują ir yra gabenamos į visas kūno ląsteles, kur jomis sukuriama energija bet kuriam procesui. Todėl organizmas iš esmės negali valdyti kokio nors virškinimo fermento visų cukrų, tačiau daugelis jų leidžia veiksmingai apdoroti daugumą maisto produktų.
31. Glikolizė
vadinama reakcijų seka, dėl kurios:
a) krakmolas ir. t
glikogenas yra suskirstytas į gliukozę;
b). gliukozės
suskirstyti į dvi piruvino rūgšties (PVC) molekules;
). gliukozės
suskirsto į dvi pieno rūgšties molekules;
d). gliukozės
išskiriamas į anglies dioksidą ir vandenį.
32. Glikolizės reakcijos
srautas:
a) matricoje
mitochondrijos aerobinėmis sąlygomis;
b). dėl kristaus mitochondrijų
aerobinėmis sąlygomis;
). lizosomose
anaerobinėmis sąlygomis;
d). lizosomose
aerobinėmis sąlygomis.
33. Grynasis ATP pelnas 2008 m
glikolizės reakcijos, padalijus vieną gliukozės molekulę, yra
molekulės:
34.Kai aerobinis kvėpavimas PVK
(gliukozės skaidymo produktas) oksiduojamas:
a) anglies dioksidas ir vanduo;
b) etilo alkoholis ir
anglies dioksidas;
c) pieno rūgštis ir anglies rūgštis
dujos;
g) pieno rūgštis ir
anglies dioksido arba etilo alkoholio ir anglies dioksido.
35.Kai anaerobinis kvėpavimas
PVK virsta:
a) anglies dioksidas ir vanduo;
b) etilo alkoholis ir
anglies dioksidas;
c) pieno rūgštis ir
anglies dioksidas;
d). pieno rūgštis ir
anglies dioksido arba etilo alkoholio ir anglies dioksido.
36.Reakcijos ciklas
trikarboksirūgštys (Krebso ciklas). srautas ląstelėje:
a) mitochondrijų matricoje
aerobinėmis sąlygomis;
b) ant mitochondrijos kristaus
aerobinėmis sąlygomis;
c) lizosomose
anaerobinės sąlygos;
d) lizosomose su aerobiniu
sąlygas.
37. ATP skaičius,
susidaro cikle; trikarboksirūgštys oksiduojant vieną molekulę
gliukozė yra molekulėse:
38. Kvėpavimo fermentai
grandinės, užtikrinančios oksidacines fosforilinimo reakcijas, t
yra:
b) mitochondrijų matricoje;
c) ant išorinės membranos
mitochondrijos;
d) ant vidinio kristaus
mitochondrijų membrana.
39. ATP suma,
Vienos molekulės oksidacijos metu susidaro fermentų kvėpavimo grandinėje
gliukozė yra molekulėse:
40. Bendra ATP suma,
susidaro aerobinio kvėpavimo metu, kai visiškai oksiduojamas vienas
gliukozės molekulės yra:
Glikogenas: švietimas, atkūrimas, skaidymas, funkcija
Glikogenas yra gyvūnų angliavandenių rezervatas, kurį sudaro daug gliukozės likučių. Glikogeno pasiūla leidžia greitai užpildyti gliukozės trūkumą kraujyje, kai tik sumažėja jo kiekis, glikogeno skaidymas ir laisva gliukozė patenka į kraują. Žmonėms gliukozė daugiausia laikoma glikogeno pavidalu. Ląstelėms nėra naudinga kaupti atskiras gliukozės molekules, nes tai žymiai padidintų osmotinį slėgį ląstelės viduje. Savo struktūroje glikogenas primena krakmolą, ty polisacharidą, kurį daugiausia saugo augalai. Krakmolas taip pat susideda iš gliukozės liekanų, sujungtų viena su kita, tačiau glikogeno molekulėse yra daug daugiau šakų. Aukštos kokybės reakcija į glikogeną - reakciją su jodu - suteikia rudą spalvą, skirtingai nuo jodo reakcijos su krakmolu, kuris leidžia gauti raudonos spalvos.
Glikogeno gamybos reguliavimas
Glikogeno susidarymas ir suskirstymas reguliuoja keletą hormonų, būtent:
1) insulinas
2) gliukagonas
3) adrenalinas
Glikogeno susidarymas atsiranda po to, kai gliukozės koncentracija kraujyje padidėja: jei yra gliukozės kiekis, jis turi būti saugomas ateityje. Gliukozės įsisavinimą ląstelėse daugiausia reguliuoja du hormonų antagonistai, ty hormonai, turintys priešingą poveikį: insulinas ir gliukagonas. Abu hormonai išsiskiria kasos ląstelėmis.
Atkreipkite dėmesį: žodžiai „gliukagonas“ ir „glikogenas“ yra labai panašūs, tačiau gliukagonas yra hormonas, o glikogenas yra atsarginis polisacharidas.
Insulinas sintezuojamas, jei kraujyje yra daug gliukozės. Tai paprastai atsitinka po to, kai asmuo valgė, ypač jei maistas yra angliavandenių turintis maistas (pavyzdžiui, jei valgote miltus ar saldų maistą). Visi maisto produktuose esantys angliavandeniai yra suskirstyti į monosacharidus, o jau šioje formoje jie absorbuojami per žarnyno sieną į kraują. Todėl gliukozės lygis pakyla.
Kai ląstelių receptoriai reaguoja į insuliną, ląstelės sugeria gliukozę iš kraujo, o jo lygis vėl mažėja. Beje, dėl šios priežasties diabetas - insulino trūkumas - yra vaizduotai vadinamas „bado tarp gausos“, nes kraujyje po valgymo, kuriame yra daug angliavandenių, yra daug cukraus, tačiau be insulino ląstelės negali įsisavinti. Dalis gliukozės ląstelių yra naudojama energijai, o likusi dalis paverčiama riebalais. Kepenų ląstelės naudoja absorbuojamą gliukozę glikogeno sintezei. Jei kraujyje yra mažai gliukozės, vyksta atvirkštinis procesas: kasa išskiria gliukagono hormoną, o kepenų ląstelės pradeda suskaidyti glikogeną, išskiria gliukozę į kraują arba vėl sintezuoja gliukozę iš paprastesnių molekulių, pavyzdžiui, pieno rūgšties.
Adrenalinas taip pat sukelia glikogeno suskaidymą, nes visas šio hormono veiksmas yra skirtas organizmui mobilizuoti, ruošiant jį „hit“ ar „paleisti“ tipo reakcijai. Ir dėl to būtina, kad gliukozės koncentracija taptų didesnė. Tada raumenys gali jį naudoti energijai.
Taigi, maisto absorbcija sukelia hormono insulino išsiskyrimą į kraują ir glikogeno sintezę, o badas sukelia hormono gliukagono išsiskyrimą ir glikogeno skaidymą. Adrenalino išsiskyrimas, vykstantis stresinėse situacijose, taip pat sukelia glikogeno skaidymą.
Kas yra glikogenas, susintetintas iš?
Gliukozės-6-fosfatas tarnauja kaip substratas glikogeno arba glikogenogenezės sintezei, kaip tai daroma kitaip. Tai yra molekulė, gaunama iš gliukozės po to, kai fosforo rūgšties liekana yra prijungta prie šeštojo anglies atomo. Gliukozė, kuri sudaro gliukozės-6-fosfatą, patenka į kepenis iš kraujo ir į žarnyno kraują.
Galima ir kita galimybė: gliukozę galima susintetinti iš paprastesnių pirmtakų (pieno rūgšties). Tokiu atveju gliukozė iš kraujo patenka į raumenis, kur ji yra suskaidyta į pieno rūgštį su energijos išsiskyrimu, o tada sukaupta pieno rūgštis yra pervežama į kepenis, o kepenų ląstelės iš jos sintetina gliukozę. Tada gliukozė gali būti konvertuojama į gliukozės-6-fosfotą ir, remiantis juo, glikogeno sintezei.
Glikogeno susidarymo etapai
Taigi, kas vyksta glikogeno sintezės procese iš gliukozės?
1. Gliukozė po fosforo rūgšties liekanos tampa gliukozės-6-fosfatu. Taip yra dėl fermento heksokinazės. Šis fermentas turi keletą skirtingų formų. Heksokinazė raumenyse šiek tiek skiriasi nuo heksokinazės kepenyse. Šio fermento, esančio kepenyse, forma yra blogesnė, susijusi su gliukoze, o reakcijos metu susidaręs produktas neslopina reakcijos. Dėl šios priežasties kepenų ląstelės gali absorbuoti gliukozę tik tada, kai yra daug jos, ir aš galiu iš karto paversti daug substrato į gliukozės-6-fosfatą, net jei neturiu laiko jį apdoroti.
2. Fermentas fosfoglukomutazė katalizuoja gliukozės-6-fosfato konversiją į jo izomerą, gliukozės-1-fosfatą.
3. Gautas gliukozės-1-fosfatas sujungia su uridino trifosfatu, formuodamas UDP-gliukozę. Šį procesą katalizuoja UDP-gliukozės pirofosforilazės fermentas. Ši reakcija negali vykti priešinga kryptimi, tai yra negrįžtama tose sąlygose, kurios yra ląstelėje.
4. Glikogeno sintezės fermentas perkelia gliukozės likučius į atsirandančią glikogeno molekulę.
5. Glikogeno fermentavimo fermentas prideda šakų taškus, sukurdamas glikogeno molekulėje naujas šakas. Vėliau šio filialo pabaigoje glikogeno sintazės pagalba pridedamos naujos gliukozės liekanos.
Kur yra glikogeno kaupimo metu?
Glikogenas yra gyvybei reikalingas atsarginis polisacharidas, kuris yra laikomas mažų granulių, esančių kai kurių ląstelių citoplazmoje, pavidalu.
Glikogenas saugo šiuos organus:
1. Kepenys. Glikogenas kepenyse yra gana gausus, ir tai yra vienintelis organas, kuris naudoja glikogeno kiekį cukraus koncentracijai kraujyje reguliuoti. Iki 5-6% gali būti glikogeno iš kepenų masės, kuri maždaug atitinka 100-120 gramų.
2. Raumenys. Raumenyse glikogeno atsargos yra mažesnės procentais (iki 1%), tačiau iš viso pagal svorį jos gali viršyti visus kepenyse saugomus glikogenus. Raumenys neišskiria gliukozės, susidariusios glikogeno išardymo į kraują, jie naudoja tik savo reikmėms.
3. Inkstai. Jie rado nedidelį kiekį glikogeno. Dar mažesni kiekiai buvo aptinkami gliuzinėse ląstelėse ir leukocituose, ty baltuose kraujo kūneliuose.
Kiek laiko glikogenas saugo?
Gyvybiškai svarbaus organizmo veikimo metu glikogenas sintezuojamas gana dažnai, beveik kiekvieną kartą po valgio. Kūnas neturi prasmės laikyti milžiniškus glikogeno kiekius, nes jo pagrindinė funkcija nėra tarnauti kaip maistinių medžiagų donoras kiek įmanoma ilgiau, bet reguliuoti cukraus kiekį kraujyje. Glikogeno atsargos trunka apie 12 valandų.
Palyginimui saugomi riebalai:
- Pirma, jie paprastai turi daug didesnę masę nei saugomo glikogeno masė,
- antra, jie gali būti pakankamai vieno mėnesio.
Be to, verta paminėti, kad žmogaus organizmas angliavandenius gali paversti riebalais, bet ne atvirkščiai, ty saugomi riebalai negali būti konvertuojami į glikogeną, jis gali būti naudojamas tik energijai. Tačiau glikogenui suskaidyti į gliukozę, tada sunaikinkite patį gliukozę ir naudokite gautą produktą riebalų sintezei, kurią žmogaus kūnas yra gana pajėgus.
Aerobinė ir anaerobinė glikolizė. Koks jų vaidmuo žmogaus kūno gyvenime?
Norint suprasti, kas yra glikolizė, reikia kreiptis į graikų terminologiją, nes šis terminas yra kilęs iš graikų kalbos: glikozės - saldus ir lizės. Gliukozės pavadinimas kilęs iš žodžio Glycos. Taigi šis terminas reiškia gliukozės prisotinimo su deguonimi procesą, dėl kurio viena saldžiosios medžiagos molekulė suskaidoma į dvi piruvinės rūgšties mikrodaleles. Glikolizė yra biocheminė reakcija, kuri vyksta gyvose ląstelėse ir yra skirta gliukozės skaidymui. Yra trys gliukozės skaidymo galimybės, o vienas iš jų yra aerobinis glikolizė.
Šis procesas susideda iš daugelio tarpinių cheminių reakcijų, po kurių išleidžiama energija. Tai yra pagrindinė glikolizės esmė. Išleista energija išleidžiama bendram gyvybinio organizmo gyvybiniam aktyvumui. Bendroji gliukozės padalijimo formulė yra tokia:
Gliukozė + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 piruvatas + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O
Aerobinis gliukozės oksidavimas su tolesniu jos šešių anglies molekulių skaldymu atliekamas per 10 tarpinių reakcijų. Pirmosiose 5 reakcijose derinamas paruošiamasis pasirengimo etapas, o vėlesnės reakcijos skirtos ATP formavimuisi. Reakcijų metu susidaro cukrų ir jų darinių stereoskopiniai izomerai. Pagrindinis energijos kaupimasis ląstelėse vyksta antrajame etape, susijusiame su ATP formavimu.
Oksidacinės glikolizės etapai. 1 etapas.
Aerobinėje glikolizėje yra 2 fazės.
Pirmasis etapas yra parengiamasis. Jame gliukozė reaguoja su 2 ATP molekulėmis. Šis etapas susideda iš 5 iš eilės einančių biocheminių reakcijų etapų.
1 etapas. Gliukozės fosforilinimas
Fosforilinimą, ty fosforo rūgšties likučių pernešimo procesą pirmojoje ir vėlesnėse reakcijose atlieka anhidridefosforo rūgšties molekulės.
Pirmajame etape fosfato rūgšties liekanos iš adifosfato molekulių perkeliamos į gliukozės molekulinę struktūrą. Proceso metu gaunamas gliukozės-6-fosfatas. Heksokinazė veikia kaip katalizatorius, spartinantis procesą naudojant magnio jonus, veikiančius kaip kofaktorius. Magnio jonai dalyvauja kitose glikolizės reakcijose.
2 etapas. Gliukozės-6-fosfato izomero susidarymas
Antrojo etapo metu gliukozės-6-fosfato izomerizacija į fruktozę-6-fosfatą.
Izomerizacija yra vienodo svorio medžiagų, cheminių elementų sudėties, bet skirtingų savybių susidarymas dėl skirtingo atomų išdėstymo molekulėje. Medžiagų izomerizacija vykdoma esant išorinėms sąlygoms: slėgiui, temperatūrai, katalizatoriams.
Tokiu atveju procesas atliekamas naudojant fosfoglukozės izomerazės katalizatorių, dalyvaujant Mg + jonams.
3 žingsnis. Fruktozės-6-fosfato fosforilinimas
Šiame etape fosforilo grupė yra prijungta prie ATP. Procesas atliekamas dalyvaujant fermentui fosfrukokinazei-1. Šis fermentas skirtas tik dalyvavimui hidrolizėje. Dėl reakcijos gaunami fruktozės-1,6-bisfosfatai ir nukleotidų adhezipirfosfatas.
ATP yra adezintriphosfatas, unikalus energijos šaltinis gyvame organizme. Tai gana sudėtinga ir sudėtinga molekulė, susidedanti iš angliavandenilių, hidroksilo grupių, azoto ir fosforo rūgšties grupių su viena laisva jungtis, surinkta keliose ciklinėse ir tiesinėse struktūrose. Energijos išsiskyrimas atsiranda dėl fosforo rūgšties liekanų sąveikos su vandeniu. ATP hidrolizę lydi fosforo rūgšties susidarymas ir 40-60 J energijos išsiskyrimas, kurį kūnas praleidžia pragyvenimui.
Tačiau prieš gliukozės fosforilinimą turėtų įvykti Adesintriphosfato molekulės sąskaita, ty fosforo rūgšties likučio perkėlimas į gliukozę.
4-as žingsnis. Fruktozės-1,6-difosfato skaidymas
Ketvirtoje reakcijoje fruktozė-1,6-difosfatas suskaido į dvi naujas medžiagas.
- Dioksiacetono fosfatas, t
- Gliceraldo aldehid-3-fosfatas.
Šiuo cheminiu procesu aldolazė, fermentų, dalyvaujančių energijos apykaitoje ir reikalinga daugelio ligų diagnozei, yra katalizatorius.
5-as žingsnis. Triosfosfato izomerų susidarymas
Galiausiai paskutinis procesas yra triozės fosfatų izomerizavimas.
Glicerald-3-fosfatas ir toliau dalyvaus aerobinio hidrolizės procese. Ir antrasis komponentas, dioksacetono fosfatas, dalyvaujant fermentui triosofosfato izomerazei, paverčiamas gliceraldehid-3-fosfatu. Tačiau ši transformacija yra grįžtama.
2 etapas. Adesino trifosfato sintezė
Šioje glikolizės fazėje biocheminė energija bus kaupiama kaip ATP. Adesino trifosfatas susidaro iš adesino difosfato dėl fosforilinimo. Ir taip pat susiformavo NADH.
Santrumpa NADH turi labai sudėtingą ir sunkiai įsimintiną nespecializuoto interpretavimo metodą - nikotinamido adenino dinukleotidas. NADH yra koenzimas, ne baltymų junginys, dalyvaujantis gyvų ląstelių cheminiuose procesuose. Ji egzistuoja dviem būdais:
- oksiduotas (NAD +, NADox);
- atkurta (NADH, NADred).
Metabolizme NAD dalyvauja redokso reakcijose, transportuojančiose elektronus iš vieno cheminio proceso į kitą. Duodamas arba priimdamas elektroną, molekulė konvertuojama iš NAD + į NADH ir atvirkščiai. Gyvuose organizmuose NAD gaminamas iš triptofano arba aspartato amino rūgščių.
Du gliceraldehido-3-fosfato mikrodalelės vyksta reakcijomis, kurių metu susidaro piruvatas, ir 4 ATP molekulės. Tačiau galutinis adezintriphosfato derlius bus 2 molekulės, nes dvi yra išleidžiamos parengiamajame etape. Procesas tęsiasi.
6-as žingsnis - gliceraldehido-3-fosfato oksidacija
Šioje reakcijoje vyksta gliceraldehido-3-fosfato oksidacija ir fosforilinimas. Rezultatas yra 1,3-difosoglicerino rūgštis. Gliceraldehido-3-fosfato dehidrogenazė yra susijusi su reakcijos pagreitinimu.
Reakcija vyksta dalyvaujant iš išorės gautai energijai, todėl jis vadinamas endergoniniu. Tokios reakcijos vyksta lygiagrečiai su exergoninėmis, tai yra, besivystančiomis, atleidžiančiomis energiją. Šiuo atveju ši reakcija yra šis procesas.
7 žingsnis. Fosfato grupės perkėlimas iš 1,3-difosoglicerato į adesino difosfatą
Šioje tarpinėje reakcijoje fosforilo grupė pernešama fosfoglicerato kinazės iš 1,3-difosoglicerato į adezino difosfatą. Rezultatas yra 3-fosfogliceratas ir ATP.
Fermento fermento fermento fermentas įgijo savo pavadinimą dėl savo gebėjimo katalizuoti reakcijas abiem kryptimis. Šis fermentas taip pat perneša fosfato liekaną iš adeinino trifosfato į 3-fosfogliceratą.
6 ir 7 reakcijos dažnai laikomos vienu procesu. 1,3-difosogliceratas laikomas tarpiniu produktu. Kartu 6 ir 7 reakcijos atrodo taip:
Gliceraldehido-3-fosfatas + ADP + Pi + NAD + ⇌3-fosficeridas + ATP + NADH + H +, ΔG′o = -12,2 kJ / mol.
Iš viso šie du procesai atleidžia dalį energijos.
8 žingsnis. Fosforilo grupės perkėlimas iš 3-fosfoglicerato.
2-fosfoglicerato gamyba yra grįžtamasis procesas, kuris vyksta kataliziškai veikiant fosfliceridų mutazei. Fosforilo grupė perkeliama iš 3-fosfoglicerato dvivalentio anglies atomo į 2-fosfoglicerato trivalentinį atomą, todėl susidaro 2-fosfoglicerino rūgštis. Reakcija vyksta dalyvaujant teigiamai įkrautiems magnio jonams.
9 žingsnis. Vandens išskyrimas iš 2-fosfoglicerato
Ši reakcija iš esmės yra antroji gliukozės skaidymo reakcija (pirmoji buvo 6-osios pakopos reakcija). Jame fermento fosfiriruvato hidratazė stimuliuoja vandens pašalinimą iš C atomo, tai yra pašalinimo procesą iš 2-fosfoglicerato molekulės ir fosfoenolpiruvato (fosfinolio piruvino rūgšties) susidarymo.
10. ir paskutinis žingsnis. Fosfato liekanų perkėlimas iš FEP į ADP
Galutinėje glikolizės reakcijoje dalyvauja koenzimai - kalis, magnis ir manganas, fermentas piruvato kinazė veikia kaip katalizatorius.
Pirovinės rūgšties enolio formos transformavimas į keto formą yra grįžtamasis procesas, ir abiejuose izomeruose yra ląstelių. Izometrinių medžiagų perėjimo iš vieno į kitą procesas vadinamas tautomerizacija.
Kas yra anaerobinė glikolizė?
Kartu su aerobiniu glikoliziu, ty gliukozės suskaidymu dalyvaujant O2, taip pat yra vadinamasis anaerobinis gliukozės skaidymas, kuriame nėra deguonies. Ją taip pat sudaro dešimt nuoseklių reakcijų. Bet kur yra anaerobinis glikolizės etapas, nesvarbu, ar jis yra susijęs su gliukozės dalijimosi deguonimi procesais, ar tai yra nepriklausomas biocheminis procesas, pabandykime išsiaiškinti.
Anaerobinė glikolizė yra gliukozės suskirstymas be deguonies, kad susidarytų laktatas. Tačiau pieno rūgšties susidarymo procese NADH nesikaupia ląstelėje. Šis procesas atliekamas tuose audiniuose ir ląstelėse, kurios veikia deguonies bado sąlygomis - hipoksija. Šiuose audiniuose visų pirma yra skeleto raumenys. Eritrocituose, nepaisant deguonies, glikolizės metu taip pat susidaro laktatas, nes kraujo ląstelėse nėra mitochondrijų.
Anaerobinė hidrolizė vyksta ląstelių citozolyje (skystoje citoplazmos dalyje) ir yra vienintelis veiksmas, gaminantis ir tiekiantis ATP, nes tokiu atveju oksidacinis fosforilinimas neveikia. Oksidaciniams procesams reikalingas deguonis, tačiau jis nėra anaerobinėje glikolizėje.
Tiek piruvinės, tiek pieno rūgštys tarnauja kaip raumenų energijos šaltinis tam tikroms užduotims atlikti. Viršutinė rūgštis patenka į kepenis, kur veikiant fermentams ji vėl paverčiama glikogenu ir gliukoze. Ir procesas vėl prasideda. Gliukozės trūkumą papildo mityba - cukraus, saldžių vaisių ir kitų saldumynų naudojimas. Taigi figūros dėka neįmanoma visiškai atsisakyti saldaus. Sacharozė reikalinga organizmui, tačiau saikingai.
Glikolizė. Aerobinis gliukozės oksidavimas. Glukonogenezės glikolizė
Glikolizė yra kompleksinis fermento procesas, padalijantis gliukozę į dvi piruvato (aerobinio glikolizės) molekules arba dvi laktato molekules (anaerobinę glikolizę, atsirandančią be deguonies suvartojimo).
Bendra anaerobinio glikolizės lygtis:
Pieno rūgštis
Glikolizė veikia visose gyvose ląstelėse. Visi fermentai yra lokalizuoti citozolyje, sudarant multienzimo kompleksą.
Glikolizė atliekama dviem etapais.
I. Parengiamasis etapas yra gliukozės skilimo dichotomija į dvi gliceraldehido-3-fosfato molekules. Transformacijoms pridedama 2 ATP kaina.
Ii. Glikolitinio oksidacijos mažinimo etapas yra gliceraldehido-3-fosfato konversija į laktatą. Apima redokso reakcijas ir fosforilinimo reakcijas kartu su ATP generavimu.
Antrame etape oksiduojamos dvi gliceraldehido-3-fosfato molekulės, todėl prieš substrato formulę reakcijose turi būti nustatytas 2 faktorius.
Anaerobinėmis sąlygomis NADH oksidacija. Laktato dehidrogenazės reakcijoje atsiranda H +, sumažėjusio gliceraldehido fosfato dehidrogenazės reakcijoje. Aerobinėmis sąlygomis NADH. H + oksiduojasi deguonimi, dalyvaujant kvėpavimo grandinės fermentams, o per šį procesą išsiskirianti energija naudojama 1,5 arba 2,5 molio ATP sintezei (priklausomai nuo glikolitinio NADH transportavimo mechanizmo. H + į mitochondrijas).
Glikolizės energijos balansas yra dvi ATP molekulės vienai gliukozės molekulei. Pirmajame glikolizės etape yra naudojamos dvi ATP molekulės, skirtos aktyvuoti substratą (heksokinazės ir fosfofrukokinazės reakcijose). II pakopoje susidaro keturios ATP molekulės (fosfoglicerato kinazės ir piruvato kinazės reakcijose). ATP sintezę atlieka substrato fosforilinimas.
Pagrindiniai glikolizės fermentai:
1. Heksokinazė yra reguliuojantis fermentas glikolizei ekstrahepatinėse ląstelėse. Gliukozės-6-fosfatas slopina heksokinazę. Gliukokinazė yra reguliuojantis fermentas glikolizei hepatocituose. Gliukokinazės sintezę sukelia insulinas.
2. Fosfofrukokinazė-1. Tai pagrindinis pagrindinis fermentas, kuris katalizuoja reakciją, kuri riboja viso proceso greitį (lėtiausią reakciją). Fermento sintezę sukelia insulinas. Allosteriniai aktyvatoriai - AMP, ADP, fruktozė-2,6-difosfatas. Fruktozės 2,6-difosfato kiekis padidėja insulino poveikiu ir sumažėja gliukagono poveikis. Allosteriniai inhibitoriai - ATP, citratas.
3. Piruvato kinazė. Fermentas yra aktyvus nefosforilintoje formoje. Gliukagonas (hepatocituose) ir adrenalinas (miocituose) stimuliuoja fermento fosforilinimą ir todėl inaktyvuoja fermentą. Priešingai, insulinas stimuliuoja fermento defosforilinimą, todėl aktyvuoja fermentą. Allosterinis aktyvatorius - Фр-1,6-ФФ. Allosterinis inhibitorius - ATP, acetil-CoA. Fermentų sintezė sukelia insuliną.
Biologinis glikolizės vaidmuo:
1. ATP generavimas. Glikolizė yra vienintelis ląstelių procesas, kuris gamina ATP be deguonies suvartojimo. Ląstelės, turinčios nedidelį mitochondriją arba jos nėra, gauna ATP tik glikolizės metu.
Glikolizės vertė raudoniesiems kraujo kūnams. Glikolizė yra vienintelis procesas, kuris gamina ATP raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir palaiko jų vientisumą ir funkciją.
Paveldimas piruvato kinazės defektas yra susijęs su hemolizine anemija. Šioje patologijoje raudonieji kraujo kūneliai turi nuo 5 iki 25% normalaus piruvato kinazės aktyvumo, todėl glikolizės greitis yra mažas.
Eritrocitų glikolizės tarpinis produktas 2,3-difosogliceratas (2,3-DFG) mažina hemoglobino afinitetą deguoniui, prisidedant prie deguonies išskyrimo iš oksihemoglobino ir jo perėjimo į audinį. Glikolizės pažeidimai raudonuosiuose kraujo kūneliuose gali turėti įtakos deguonies transportavimui. Taigi, esant heksokinazės trūkumui, stebimas 2,3-DFG kiekio sumažėjimas ir neįprastai aukštas hemoglobino afinitetas deguoniui. Priešingai, kai trūksta piruvato kinazės, 2,3-FGH kiekis yra dvigubai didesnis nei normalus, o tai sukelia mažą hemoglobino afinitetą deguoniui.
2. Ar angliavandenilių radikalų šaltinis yra ląstelių biosintezės procesuose: