glykolýza

Glykolýza (z gréčtiny. Glycys - sladká a lýza - rozpúšťanie, rozklad) je sekvencia enzymatických reakcií vedúcich k premene glukózy na pyruvát za súčasnej tvorby ATP.

Za aeróbnych podmienok preniká pyruvát do mitochondrií, kde je úplne oxidovaný na CO.2 a H2A. Ak obsah kyslíka nestačí, ako je to v prípade aktívneho kontrakčného svalu, pyruvát sa premení na laktát.

Takže glykolýza nie je len hlavným spôsobom využitia glukózy v bunkách, ale aj jedinečným spôsobom, pretože môže používať kyslík, ak

tieto sú k dispozícii (aeróbne podmienky), ale môžu sa tiež vyskytovať v neprítomnosti kyslíka (anaeróbne podmienky).

Anaeróbna glykolýza je komplexný enzymatický proces rozkladu glukózy, ku ktorému dochádza v tkanivách ľudí a zvierat bez spotreby kyslíka. Konečným produktom glykolýzy je kyselina mliečna. ATP sa tvorí počas glykolýzy. Rovnicu celkovej glykolýzy možno vyjadriť nasledovne:

Za anaeróbnych podmienok je glykolýza jedinou energiou v tele zvieraťa. Ľudské telo a zvieratá môžu vďaka glykolýze vykonávať určité obdobie viacerých fyziologických funkcií v podmienkach nedostatku kyslíka. V prípadoch, keď sa glykolýza vyskytuje v prítomnosti kyslíka, hovoria o aeróbnej glykolýze.

Sled anaeróbnych glykolytických reakcií, ako aj ich medziproduktov, bol dobre študovaný. Proces glykolýzy je katalyzovaný jedenástimi enzýmami, z ktorých väčšina je izolovaná v homogénnej, klastrovej alebo vysoko purifikovanej forme a ich vlastnosti sú celkom dobre známe. Všimnite si, že glykolýza sa vyskytuje v hyaloplazme (cytosólu) bunky.

Prvá enzymatická glykolýza je fosforylácia, t.j. prenosu rezíduí ortofosforečnanu na glukózu ATP. Reakcia je katalyzovaná enzýmom hexokinázou:

Tvorba glukóza-6-fosfátu v reakcii hexokinázy je sprevádzaná uvoľňovaním významného množstva voľnej energie systému a môže byť považovaná za prakticky ireverzibilný proces.

Najdôležitejšou vlastnosťou hexokinázy je jej inhibícia glukózo-6-fosfátom, t.j. posledne uvedený slúži ako reakčný produkt aj ako alosterický inhibítor.

Enzým Hexokináza je schopný katalyzovať fosforyláciu nielen D-glukózy, ale aj ďalších hexóz, najmä D-fruktózy, D-manózy atď. V pečeni sa okrem hexokinázy nachádza enzým glukokináza, ktorá katalyzuje fosforyláciu iba D-glukózy. Tento enzým chýba vo svalovom tkanive (podrobnosti pozri v kapitole 16).

Druhou reakciou glykolýzy je konverzia glukóza-6-fosfátu pôsobením enzýmu glukóza-6-fosfát izomerázy na fruktóza-6-fosfát:

Táto reakcia prebieha ľahko v oboch smeroch a nevyžaduje žiadne kofaktory.

Tretia reakcia je katalyzovaná enzýmom fosfofruktokinázou; výsledný fruktóza-6-fosfát je opäť fosforylovaný druhou ATP molekulou:

Táto reakcia je prakticky ireverzibilná, analogická k hexokináze, prebieha v prítomnosti iónov horčíka a je najpomalšie prebiehajúcou glykolytickou reakciou. V skutočnosti táto reakcia určuje rýchlosť glykolýzy ako celku.

Fosfofruktokináza je jedným z alosterických enzýmov. Je inhibovaný ATP a stimulovaný AMP. Pri významných hodnotách pomeru ATP / AMP je inhibovaná fosfofruktokinázová aktivita a glykolýza sa spomaľuje. Naopak, s poklesom tohto pomeru sa zvyšuje intenzita glykolýzy. V nepracovnom svale je teda aktivita fosfofruktokinázy nízka a koncentrácia ATP je relatívne vysoká. Počas práce svalu dochádza k intenzívnej konzumácii ATP a zvyšuje sa aktivita fosfofruktokinázy, čo vedie k zvýšeniu procesu glykolýzy.

Štvrtá glykolýza je katalyzovaná enzýmom aldolázy. Pod vplyvom tohto enzýmu je fruktóza-1,6-bisfosfát rozdelený do dvoch fosfotrioz:

Táto reakcia je reverzibilná. V závislosti od teploty je rovnováha stanovená na inej úrovni. Pri zvýšení teploty sa reakcia posunie smerom k väčšej tvorbe trojsýtnych fosfátov (dihydro-xiacetón fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát).

Piata reakcia je izomerizačná reakcia s triozovým fosfátom. Katalyzuje sa enzýmom triosefosfát izomeráza:

Rovnováha tejto izomerázovej reakcie sa posunie smerom k dihydroxyacetonfosfátu: 95% dihydroxyacetonfosfátu a asi 5% glyceraldehyd-3-fosfátu. V následných glykolytických reakciách môže byť priamo zahrnutý len jeden z dvoch vytvorených triosofosfátov, menovite glyceraldehyd-3-fosfát. Výsledkom je, že sa aldehydová forma fosfo-triózy ďalej konvertuje a di-hydroxyacetónfosfát sa prevedie na glyceraldehyd-3-fosfát.

Tvorba glyceraldehyd-3-fosfátu ako bola dokončená v prvom stupni glykolýzy. Druhá etapa je najťažšia a dôležitá. Zahŕňa redox reakciu (glykolytickú oxidačnú reakciu) spojenú s fosforyláciou substrátu, počas ktorej sa vytvára ATP.

V dôsledku šiestej reakcie glyceraldehyd-3-fosfátu v prítomnosti enzýmu glyceraldehydfosfátdehydrogenázy sa koenzým NAD a anorganický fosfát podrobí zvláštnej oxidácii s tvorbou kyseliny 1,3-bisfosfoglycerovej a redukovanej formy NAD (NADH). Táto reakcia je blokovaná jódom alebo brómacetátom, prebieha v niekoľkých stupňoch:

1,3-Bisfosfoglycerát je vysokoenergetická zlúčenina (vysokoenergetická väzba konvenčne označená ako "tilde")

). Mechanizmus účinku glyceraldehydfosfátdehydrogenázy je nasledovný: v prítomnosti anorganického fosfátu pôsobí NAD + ako akceptor vodíka, ktorý sa štiepi z glyceraldehyd-3-fosfátu. V procese tvorby NADH sa glyceraldehyd-3-fosfát viaže na molekulu enzýmu na úkor SH-skupín týchto skupín. Vzniknutá väzba je bohatá na energiu, ale je krehká a rozpadá sa pod vplyvom anorganického fosfátu, pričom vzniká kyselina 1,3-bisfosfoglycerová.

Siedma reakcia je katalyzovaná fosfoglycerátkinázou, zatiaľ čo fosfátový zvyšok bohatý na energiu (fosfátová skupina v polohe 1) sa prenesie na ADP s tvorbou ATP a kyseliny 3-fosfoglycerolovej (3-fosfoglycerát):

V dôsledku pôsobenia dvoch enzýmov (glyceraldefosfát dehydrogenáza a fosfoglycerátkináza) je teda energia uvoľnená počas oxidácie aldehydovej skupiny glyceraldehyd-3-fosfátu na karboxylovú skupinu uložená vo forme ATP energie. Na rozdiel od oxidačnej fosforylácie sa tvorba ATP z vysokoenergetických zlúčenín nazýva substrátová fosforylácia.

Ôsma reakcia je sprevádzaná intramolekulárnym prenosom zostávajúcej fosfátovej skupiny a 3-fosfoglycerová kyselina je konvertovaná na 2-fosfoglycerovú kyselinu (2-fosfoglycerát).

Reakcia je ľahko reverzibilná, prebieha v prítomnosti iónov Mg2 +. Kofaktorom enzýmu je tiež kyselina 2,3-bisfosfoglycerínová rovnakým spôsobom ako pri fosfoglukomutázovej reakcii hrá glukóza-1,6-bisfosfát úlohu kofaktora:

Deviata reakcia je katalyzovaná enzýmovou enolázou, pričom 2-fosfoglycerová kyselina je výsledkom štiepenia molekuly vody na kyselinu fosfoenolpyruvovú (fosfoenolpyruvát) a fosfátová väzba v polohe 2 sa stáva vysokoenergetickou:

Enoláza je aktivovaná dvojmocnými katiónmi Mg2 + alebo Mn2 + a je inhibovaná fluoridom.

Desiata reakcia je charakterizovaná prerušením vysokoenergetickej väzby a prenosom fosfátového zvyšku z fosfoenolpyruvátu na ADP (fosforylácia substrátu). Katalyzované enzýmom pyruvátkinázou:

Pôsobenie pyruvátkinázy vyžaduje ióny Mg2 +, rovnako ako monovalentné katióny alkalických kovov (K + alebo iné). Vo vnútri bunky je reakcia prakticky ireverzibilná.

Výsledkom jedenástej reakcie je redukcia kyseliny pyrohroznovej a tvorba kyseliny mliečnej. Reakcia prebieha za účasti enzýmu laktátdehydrogenázy a koenzýmu NADH vytvoreného v šiestej reakcii:

Sekvencia reakcií prebiehajúcich pri glykolýze je znázornená na obr. 10.3.

Obr. 10.3. Sekvencia glykolytických reakcií.

1-hexokinázu; 2 - časy fosfoglukozózy; 3 - fosfofruktokinázu; 4 - aldo-lase; 5-triosefosfát izomeráza; 6-glyceraldehyd-fosfátdehydrogenázu; 7-fosfoglycerátkináza; 8 - fosfoglyceromutáza; 9 - enoláza; 10 - pyruvát-Naza; 11 - laktátdehydrogenáza.

Redukčná reakcia s pyruvátom dokončí cyklus internej redox glykolýzy. NAD + hrá úlohu medziľahlého nosiča vodíka z glyceraldehyd-3-fosfátu (6. reakcia) na kyselinu pyrohroznovú (11. reakcia), pričom sa regeneruje a môže sa opäť zúčastniť cyklického procesu nazývaného glykolytická oxidácia.

Biologický význam procesu glykolýzy je primárne v tvorbe energeticky bohatých zlúčenín fosforu. V skorých štádiách glykolýzy sa vynakladajú 2 ATP molekuly (hexokináza a fosfo-fruktín-kinázové reakcie). Na ďalších 4 molekulách ATP (fosfoglycerátkinázové a pyruvátkinázové reakcie) sa tvoria. Energetická účinnosť glykolýzy za anaeróbnych podmienok je teda 2 molekuly ATP na molekulu glukózy.

Ako už bolo uvedené, hlavnou reakciou, ktorá obmedzuje rýchlosť glykolýzy, je fosfofruktokináza. Druhá reakcia, glykolýza obmedzujúca rýchlosť a regulujúca glykolýza je hexokinázová reakcia. Okrem toho je glykolýza tiež kontrolovaná pomocou LDH a jeho izoenzýmov.

V tkanivách s aeróbnym metabolizmom (tkanivá srdca, obličky, atď.) Dominujú LDH izoenzýmy.1 a LDH2 (pozri kapitolu 4). Tieto izoenzýmy sú inhibované aj malými koncentráciami pyruvátu, ktorý zabraňuje tvorbe kyseliny mliečnej a prispieva k úplnejšej oxidácii pyruvátu (presnejšie acetyl-CoA) v cykle trikarboxylovej kyseliny.

V ľudských tkanivách, ktoré do značnej miery využívajú energiu glykolýzy (napríklad kostrové svaly), sú hlavnými izoenzýmami LDH5 a LDH4. Aktivita LDH5 maximálne koncentrácie pri tých koncentráciách pyruvátu, ktoré inhibujú LDH1. Prevaha izoenzýmov LDH4 a LDH5 spôsobuje rýchlu anaeróbnu glykolýzu s rýchlou premenou pyruvátu na kyselinu mliečnu.

Ako bolo uvedené, proces anaeróbneho rozkladu glykogénu sa nazýva glykogenolýza. Zapojenie glykogénových jednotiek D-glukózy do procesu glykolýzy nastáva za účasti 2 enzýmov - fosforylázy a fosfo-gluko-mutázy. Glukóza-6-fosfát vytvorený ako výsledok fosfoglukomutázovej reakcie môže byť zahrnutý v procese glykolýzy. Po vzniku glukóza-6-fosfátu sa úplne zhodujú ďalšie cesty glykolýzy a glykogenolýzy:

V procese glykogenolýzy, nie dve, ale tri ATP molekuly sa akumulujú vo forme vysokoenergetických zlúčenín (ATP sa nevynakladá na tvorbu glukóza-6-fosfátu). Zdá sa, že energetická účinnosť glyko-genolýzy sa zdá byť o niečo vyššia ako proces glykolýzy, ale táto účinnosť sa realizuje len v prítomnosti aktívnej fosforylázy a. Treba mať na pamäti, že ATP sa spotrebuje v procese aktivácie fosforolylázy b (pozri obr. 10.2).

biológie

Glykolýza (grécky. Glykoz - sladká, lýza - štiepenie) je prvým štádiom bunkového dýchania, čo je sekvencia reakcií, počas ktorých jedna molekula glukózy (C6H12O6) sa delí na dve molekuly kyseliny pyrohroznovej (C3H4O3). Reakcie prebiehajú v cytoplazme bez účasti kyslíka, ale za účasti enzýmov. V pyruvate sú atómy uhlíka vo viac oxidovanej forme, pretože štyri atómy vodíka sa oddeľujú a obnovujú inú zlúčeninu (NAD na NAD · H).2).

Celková glykolytická reakcia

Čistý výťažok energie uloženej v ATP je len dve molekuly, čo indikuje nízku účinnosť tohto štádia bunkového dýchania. Väčšina energie glukózy zostáva v kyseline pyrohroznovej a je uložená v NAD · H2. Počas aeróbneho dýchania sa potom táto energia použije na produkciu hlavného množstva ATP molekúl.

Pretože glukóza stráca počas glykolýzy štyri atómy vodíka, oxiduje sa. Akceptory vodíka sú molekuly nikotínamid-adenín-dinukleotidu (NAD +).

Glukóza sa nerozkladá na pyruvát, ale prostredníctvom série po sebe nasledujúcich reakcií. Celkovo sa môžu prezentovať v troch fázach:

Glukóza je fosforylovaná fosfátovými skupinami ATP a premenená na fruktóza-l, 6-bisfosfát. Používa dve ATP molekuly, ktoré sa stávajú ADP.

Fruktóza-1,6-bifosfát je rozdelený na dva fosforylované trojuhlíkové cukry.

Tieto cukry sa konvertujú na kyselinu pyrohroznovú. V tomto prípade sa syntetizujú štyri molekuly ATP a do dvoch molekúl NAD sa pridá vodík.

Na glykolýze sa podieľa približne deväť enzýmov, ktoré tvoria dopravník. Ako je zrejmé zo schémy, glykolýza prebieha v desiatich fázach.

Pri ďalšej oxidácii kyseliny pyrohroznovej v mitochondriách sa použije energia uložená v NADH.2.

V procese evolúcie, glykolýza je prvý spôsob, ako získať ATP. V našej dobe je charakteristická ako prokaryontov, tak aj eukaryot ako jedna z fáz bunkového dýchania.

Treba mať na pamäti, že v bunkách nie je glykolýza jedinou cestou, ako oxidovať glukózu.

6 dôvodov, prečo jesť cukor a čo sa rozkladá v tele

Som rád, že vás pozdravím, moji verní účastníci! Navrhujem, aby ste diskutovali o jednej komplexnej, ale veľmi dôležitej téme: čo sa rozkladá v tele? Buďme úprimní: každý má rád sladké. Ale len málo ľudí si predstaví nebezpečenstvo cukru a ako môže jeho konzumácia pre organizmus skončiť.

Cukor je biely jed. Je to pravda?

Na začiatok, cukor je jedným z najpredávanejších potravín na svete. Je ťažké s tým nesúhlasiť. Priznajte to, pretože v kuchyni každého z vás máte cukor?

Je potrebný na prípravu pečiva, dezertov, džemov, marinád. Nepopierame si lyžicu cukru pridaného do čaju alebo kávy. Ak chcete povedať, že tento produkt je úplne škodlivý pre zdravie, je to nemožné. Tento výrobok je nevyhnutný na to, aby telo:

  • zvýšiť mozgovú aktivitu;
  • zabrániť krvným zrazeninám v krvných cievach;
  • stimulácia funkcií pečene a sleziny;
  • normalizácia krvného obehu v mozgu a mieche;
  • zvýšená chuť a nálada.

Človek bez cukru nemôže byť zdravý, určite. V dôsledku nedostatku sladkostí, pamäti, pozornosti sa zhorší, človek nebude schopný rýchlo rozmýšľať, sústrediť svoju pozornosť na niečo.

Nie je márne, že sa školákom a študentom ráno, pred štúdiom alebo skúšaním, odporúča piť šálku sladkého čaju alebo jesť čokoládu. Naša krv potrebuje najmä cukor.

Okrem užitočných vlastností môže cukor priniesť a poškodiť organizmus:

  • prírastok hmotnosti;
  • zvýšené hladiny glukózy v krvi;
  • zaťaženie pankreasu;
  • problémy so srdcom;
  • kožné ochorenia;
  • zubný kaz.

Samozrejme nehovoríme o čistom cukre, ale o výrobkoch s jeho obsahom. Počas dňa môžeme jesť neškodný jogurt, ovsené vločky alebo jablko.

Vedeli ste, že podľa Svetovej zdravotníckej organizácie je denná sadzba cukru pre ženy 25 gramov a pre mužov 37 rokov?

Napríklad jablko už obsahuje 10 gramov cukru. A ak pijete pohár sladkej sódy - to už presahuje vašu dennú potrebu.

Takže, keď sa vrátime k otázke, či je cukor jed, môžete odpovedať, čo sa stane, ak presiahne normu. Potrebujeme sladké, ale v rozumnom množstve.

Čo sa stane s cukrom v tele?

Pravdepodobne nemáte krvný test na cukor viac ako raz, a preto viete, že jeho hladina musí byť stabilná. Aby som pochopil, ako to funguje, navrhujem zvážiť, aký cukor je vo všeobecnosti a čo sa s ním stane, keď vstúpi do nášho tela.

Priemyselný cukor, ktorý používame na kulinárske účely, je vlastne sacharóza, sacharid vyrobený z repy alebo trstiny.

Sacharóza pozostáva z glukózy a fruktózy. Sacharóza sa rozkladá na glukózu a fruktózu nielen v tele, ale už v ústach, akonáhle konzumujeme jedlo. Štiepenie prebieha pod vplyvom slinných enzýmov.

A až potom sú všetky látky absorbované do krvi. Glukóza poskytuje energetické zásoby tela. Aj keď požitá sacharóza v tele začína tvorbu hormónu inzulínu.

Ovplyvňuje zasa tvorbu glykogénu zo zvyšnej glukózy, ktorá slúži ako určité množstvo energie.

A teraz si predstavte, že človek žerie veľa sladkého. Časť výsledného štiepenia glukózy ide do odpadu potrebnej energie.

Zvyšok sa začne liečiť inzulínom. Ale pretože tam je veľa glukózy, inzulín nemá čas pracovať a zvyšuje jeho intenzitu.

A to je veľká záťaž na pankreas. V priebehu času sú bunky žliaz vyčerpané a jednoducho nemôžu produkovať dostatok inzulínu. Toto sa nazýva diabetes.

Ďalšie nebezpečenstvo pre milovníkov sladkých leží v tom, že v pečeni sa prebytočná glukóza premieňa na mastné kyseliny a glycerín, ktoré sa ukladajú v tuku. V jednoduchom jazyku sa človek začína zotavovať, pretože jeho telo nemá čas vynakladať zásoby tuku a jednoducho ich odkladá.

Ako používať cukor pre zdravie?

Ako som už povedal, telo potrebuje sacharózu, ale je potrebné používať tento výrobok správne a múdro. Koniec koncov, nadmerná láska k zákuskom a pečivu môže viesť k obezite, cukrovke, problémom so žalúdkom a srdcom.

To a nadváha, ktorá okamžite zvyšuje vek na osobu, takže jeho vzhľad nezdravý. Preto je dôležité naučiť sa kontrolovať úroveň konzumovaných sladkých potravín.

  • obmedziť, a výhodne odstrániť cukor v jeho čistej forme zo stravy;
  • jesť sacharózu v jej prirodzenej forme: ovocie, bobule, med, sušené ovocie, orechy, zelenina;
  • pri varení dezert alebo pečenie, znížiť množstvo cukru uvedené v recepte niekoľkokrát, a lepšie používať med, kokosový alebo hnedý cukor, sirupy na báze agáve, javor, prírodný stevia extrakt;
  • jesť sladké ráno;
  • ak pijete čaj so sladkosťami alebo sušienkami, nápoj by mal byť pikantný.

Okrem toho je potrebné viac pohybovať a piť viac čistej vody, aby prebytočné sacharidy boli odstránené z tela. Ak naozaj chcete jesť tortu, zjedzte sušené marhule alebo orechy.

A tak, že telo necíti nedostatok glukózy a fruktózy, piť spirulina a chlorella. Tieto dve riasy pozoruhodne odstraňujú túžbu po sladkostiach. Čo to je, poviem vám v nasledujúcich článkoch.

Venujte pozornosť aj typu výrobku. Vo svete, ktorý sa nepoužíva ako surovina pre sacharózu! A repa, trstina a breza miazga, a dokonca aj javor miazga!

Používame repný rafinovaný cukor. V predchádzajúcich článkoch som vám už povedal, že rafinácia je nebezpečná, prečo je lepšie takéto výrobky odmietnuť. Dovoľte mi, aby som vám krátko pripomenul: rafinácia je proces čistenia produktu vystavením chemikáliám, ako je benzín.

Ktorý cukor je zdravší: repa alebo trstina? Rozhodne nie je možné povedať, že všetko závisí od kvality produktu. Reed máme oveľa drahšie, ale to je spôsobené tým, že sa dováža zo zahraničia.

Odporúčam nákup surového výrobku (aj trstiny, repy hoci). Môže byť rozpoznaná hnedou alebo žltou farbou. To nevyzerá veľmi pekne, ale je tu veľa užitočných vlastností a cenných minerálov v ňom!

To sú všetci moji drahí predplatitelia! Bol by som rád, keby tento článok bol pre vás užitočný a pomôže aspoň o krok bližšie k zdravému životnému štýlu. Prečítajte si s výhodami, povedzte svojim priateľom, ale nehovorím sa s vami a veľmi skoro vám poviem niečo iné zaujímavé!

Cukor. Štiepenie glukózy. energie

L, K. STAROSELTSEVA, doktor biologických vied

Akonáhle teraz nenazývajú cukor: biely nepriateľ, sladký jed a prázdne kalórie. Prečo je tento potravinársky výrobok tak ťažké obvinenia? Aby sme odpovedali na túto otázku, uvažujme o tom, čo je to cukor a akou cestou to trvá, keď vstúpi do tela.

Cukor sa vyrába, ako je známe, z cukrovej repy alebo cukrovej trstiny, pri ktorej sa vytvára sacharóza; Chemickým zložením sa klasifikuje ako sacharidový disacharid, ktorý sa skladá z glukózy a fruktózy. Sacharóza neobsahuje ani vitamíny ani minerálne soli ani iné biologicky aktívne látky, ktoré sa nachádzajú v takmer všetkých ostatných potravinách rastlinného a živočíšneho pôvodu.

To však neznamená, že cukor nemá žiadne výhody. Glukóza je nevyhnutná pre výživu mozgového tkaniva, pečene, svalov. Aby tieto a ďalšie orgány boli dostatočne zásobované glukózou, jej obsah v krvi musí byť konštantný: 3,4-5,5 mmol / liter alebo 60-90%.

Cukor sa rozkladá na glukózu a fruktózu už v ústach pôsobením enzýmov slín. Prostredníctvom uevxs.-: "slizničné bunky hyulost" 1 ústa. a potom tenké črevo gg -: -: - g: =: -: ■ absorbované do krvi. Koniec

: a_. ': its = •: ■:;>' 'stúpa, a to slúži ako signál

sekrécia inzulínu - hormónu

g, presná žľaza.

Inzulín stimuluje aktivitu enzýmu glukokinázy, prítomnosť

.-: -_ = V bunkách pečene a napomáhajúcich /

/ -union k molekulám fosforu glukózy. pretože je to len v tejto (fosforylovanej) forme, že glukóza sa tu môže rozpadať v pečeni na konečné produkty metabolizmu, pričom sa uvoľňuje energia. Mimochodom, pripomeňme, že v procese výmeny 100 gramov cukru v tele je uvoľnených 374 kilokalórií.

Ale nie všetky glukózy okamžite ide na pokrytie energetických potrieb. Pod vplyvom inzulínu sa časť glukózy premieňa na glykogén, ktorý sa ukladá hlavne v pečeni. Toto je rezerva, ktorú telo využíva na udržanie konštantnej koncentrácie glukózy v krvi, a teda na zásobovanie orgánov a tkanív.

Tí, ktorí jedia veľa sladkostí, dochádza k hyperglykémii, to znamená k vysokej hladine glukózy v krvi, čo znamená zvýšenú sekréciu inzulínu, aby sa využila táto glukóza. Výsledkom je, že beta-bunky produkujúce inzulín pankreatických ostrovčekov Langerhans pracujú s preťažením. A keď sú vyčerpané a začínajú produkovať menej inzulínu, procesy transformácie a štiepenia glukózy sú narušené. To môže viesť k rozvoju cukrovky.

Ďalšie, rovnako závažné nebezpečenstvo ohrozuje sladký zub. V procese štiepenia a ďalšej premeny glukózy v pečeni vznikajú mastné kyseliny a glycerín. Mastné kyseliny (niektoré z nich sú vo forme triglyceridov a niektoré vo voľnej forme) sa vylučujú do krvi a transportujú sa do depa tukového tkaniva, napríklad do podkožného tukového tkaniva, a tam sa ukladajú. Pri nadmernom príjme cukru v tele sa môže zvýšiť obsah tuku v krvi (hyperlipidémia) a je uložený v depe. Obezita sa nevyhnutne vyvíja. Pretože hyperglykémia a hyperlipidémia sú stavy, ktoré sú zvyčajne vzájomne prepojené, diabetes a obezita často idú ruka v ruke. A nie je náhodou, že obézni ľudia s diabetom ochorejú častejšie ako pacienti s normálnou telesnou hmotnosťou.

Spotreba prebytočného cukru porušuje metabolizmus všetkých látok v tele, vrátane bielkovín. Keď hyperglykémia potláča vylučovanie hormónu pankreasu - glukogon a v podmienkach jeho nedostatku, dochádza k zlyhaniu v rozpade proteínov na aminokyseliny. Porušenie metabolizmu proteínov a sacharidov v kombinácii s poruchou funkcie ostrovného aparátu oslabuje obranyschopnosť organizmu. To potvrdzujú klinické pozorovania, ktoré naznačujú pokles imunity u pacientov s diabetes mellitus.

Nemali by ste sa zapájať do sladkej aj preto, že v ústnej dutine sa cukor stáva priaznivým prostredím pre životne dôležitú aktivitu baktérií, ktoré ničia zubnú sklovinu a spôsobujú zubný kaz.

Koľko cukru môžete jesť, aby sa zabránilo poškodeniu tela? Ako odporúča odborníci z Inštitútu výživy Akadémie lekárskych vied ZSSR, nie viac ako 50-70 gramov denne, vrátane cukru obsiahnutého v sladkostiach, cukrovinkách a sladkých jedlách. Pre starších ľudí je táto miera znížená na 30-50 gramov. A tí, ktorí majú sklon k nadváhe by nemali jesť cukor vôbec. Koniec koncov, glukóza v tele sa vytvára nielen zo sacharózy, ale aj z aminokyselín, škrobu a tukov. Takže nedostatok cukru v strave s plnou vyváženou stravou nie je nebezpečný, ale jeho prebytok ohrozuje katastrofu.

Pôsobenie enzýmov na rozklad cukrov

Enzýmy zodpovedné za rozpad molekúl cukru v tráviacom systéme nášho tela sú obrovské. Každý orgán alebo dutina tráviaceho traktu má vlastnú sadu takýchto enzýmov. Prečo nie robiť jeden univerzálny? A je tam také?

Dôvody diverzity enzýmov

Existuje niekoľko dôvodov pre také množstvo enzýmov, ktoré rozkladajú cukry. Hlavné sú tieto:

1. Široká škála cukrov v prírode.

Dokonca aj najmenšie - elementárne - molekuly cukru sa skladajú z pomerne veľkého počtu atómov. Je to len mierne zmeniť ich umiestnenie, pretože cukor výrazne mení jeho vlastnosti. A každá rastlina má svoj špecifický typ týchto látok. A pre každý typ tela musí mať vlastný enzým.

2. Rôzne zlúčeniny malých molekúl do veľkých molekúl.

Dokonca aj rovnaké molekuly cukrov, ktoré sa odlišujú v reťazcoch, tvoria rôzne polysacharidy. Napríklad škrob a glykogén sú veľké reťazce molekúl glukózy, ale rozpadajú sa pôsobením enzýmov rôznymi spôsobmi.

3. Rozdiely vo forme cukrov prechádzajúcich rôznymi orgánmi.

Ak cukor vstupuje do ústnej dutiny vo forme veľmi dlhých reťazcov rovnakého škrobu alebo glykogénu, potom už v čreve zostávajú len malé molekuly, ktoré si vyžadujú vlastný prístup. A ako výsledok dlhého historického zvyku konzumovať veľké množstvo rastlinnej potravy, naše telo sa naučilo vyrábať rôzne enzýmy, ktoré rozložia väčšinu cukrov.

Cesta cukrov v tele

Spočiatku, raz v tele, cukry začínajú byť spracovávané enzýmom slinami - slinou amylázou, ktorá je stále v ústach. Tu sú dlhé a nestráviteľné reťazce mnohých jednotlivých molekúl. Pôsobenie enzýmov v ústnej dutine postupne ničí spojenie medzi nimi. V dôsledku toho sa veľká molekula postupne rozkladá na jej jednotlivé časti.

Žalúdok má tiež svoju vlastnú - žalúdočnú - amylázu, čo naznačuje, že proces separácie cukrových reťazcov tu pokračuje. Jediný takýto polysacharid, ktorý nie je v našom tele vôbec strávený a nie je citlivý na pôsobenie enzýmov, je celulóza. Prechádza cez ľudský tráviaci trakt a hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní črevného tónu. Termity v čreve sú však baktérie, ktoré majú vlastné enzýmy na trávenie celulózy. Pôsobenie enzýmov umožňuje týmto hmyzom jesť dobre staré drevo a rôzne zvyšky rastlín.

Ale už v črevách cukru dostať vo forme samostatných malých molekúl sacharózy, maltózy a laktózy. Tieto cukry pozostávajú z dvoch elementárnych molekúl. Maltóza, napríklad - z dvoch molekúl glukózy a sacharózy - z glukózy a fruktózy. Na týchto dvojitých molekulách v tenkom čreve sa začínajú prejavovať účinky špeciálnych enzýmov nazývaných samotný cukor - maltóza, laktáza, sacharóza.

A už tie najmenšie, jednotlivé molekuly sú voľne absorbované črevami, vstupujú do krvi a prenášajú sa do všetkých buniek tela, kde z nich vzniká energia pre akýkoľvek proces. Výsledkom je, že telo v zásade nemôže spravovať nejaký druh tráviaceho enzýmu pre všetky cukry, ale veľké množstvo z nich mu umožňuje efektívne spracovávať väčšinu potravín.

31. Glykolýza
sa nazýva postupnosť reakcií, v dôsledku čoho:

a). škrob a
glykogén sa rozkladá na glukózu;

b). glukóza
rozdeliť na dve molekuly kyseliny pyrohroznovej (PVC);

c). glukóza
delí sa na dve molekuly kyseliny mliečnej;

g). glukóza
rozdeľuje na oxid uhličitý a vodu.

32. Reakcie na glykolýzu
vyskytnúť:

a). v matrici
mitochondrie za aeróbnych podmienok;

b). na crista mitochondria
za aeróbnych podmienok;

c). v lyzozómoch
za anaeróbnych podmienok;

g). v lyzozómoch
za aeróbnych podmienok.

33. Čistý výnos ATP v roku 2006. T
glykolytické reakcie v štiepení jednej molekuly glukózy sú v
molekuly:

34.Pri aeróbnom dýchaní PVK
(produkt štiepenia glukózy) sa oxiduje na:

oxid uhličitý a voda;

b) etylalkohol a
oxid uhličitý;

c) mliečnej kyseliny a kyseliny uhličitej
plyn;

g) mliečnej kyseliny a
oxidu uhličitého alebo etylalkoholu a oxidu uhličitého.

35.Pri anaeróbnom dýchaní
PVK sa zmení na:

a) oxid uhličitý a voda;

b) etylalkohol a
oxid uhličitý;

c) mliečnej kyseliny a
oxid uhličitý;

g). kyselina mliečna a
oxid uhličitý alebo etylalkohol a oxid uhličitý.

36.Reakčný cyklus
trikarboxylové kyseliny (Krebsov cyklus). prietok v bunke:

a) v mitochondriálnej matrici
za aeróbnych podmienok;

b) na chrumkavke mitochondrií
za aeróbnych podmienok;

c) v lyzozómoch
anaeróbne podmienky;

d) v lyzozómoch s aeróbnym
podmienky.

37.Počet ATP,
vytvorené v cykle; trikarboxylové kyseliny v oxidácii jednej molekuly
glukóza je v molekulách:

38. Respiračné enzýmy
reťazce, ktoré zaisťujú oxidačné fosforylačné reakcie,
sú umiestnené:

b) v mitochondriálnej matrici;

c) na vonkajšej membráne
mitochondrie;

d) na vnútornej krehkosti
mitochondriálnej membrány.

39. Množstvo ATP,
vznikajú na respiračnom reťazci enzýmov počas oxidácie jednej molekuly
glukóza je v molekulách:

40. Celkové množstvo ATP, t
vzniknuté počas aeróbneho dýchania ako dôsledok úplnej oxidácie jednej
molekula glukózy v molekulách:

Glykogén: vzdelávanie, regenerácia, rozdelenie, funkcia

Glykogén je rezervný sacharid zvierat, pozostávajúci z veľkého množstva zvyškov glukózy. Dodávka glykogénu vám umožní rýchlo vyplniť nedostatok glukózy v krvi, akonáhle sa jej hladina zníži, glykogénové štiepenia a do glukózy vstúpia voľné glukózy. U ľudí sa glukóza ukladá hlavne ako glykogén. Pre bunky nie je výhodné skladovať jednotlivé molekuly glukózy, pretože by to významne zvýšilo osmotický tlak vo vnútri bunky. Vo svojej štruktúre sa glykogén podobá škrobu, to znamená polysacharidu, ktorý je hlavne skladovaný rastlinami. Škrob tiež pozostáva zo zvyškov glukózy, ktoré sú navzájom spojené, avšak v molekulách glykogénu existuje mnoho ďalších vetiev. Vysoko kvalitná reakcia na glykogén - reakcia s jódom - dodáva hnedú farbu, na rozdiel od reakcie jódu so škrobom, ktorá umožňuje získať fialovú farbu.

Regulácia produkcie glykogénu

Tvorba a rozklad glykogénu reguluje niekoľko hormónov, a to:

1) inzulín
2) glukagón
3) adrenalín

Tvorba glykogénu nastáva po zvýšení koncentrácie glukózy v krvi: ak je veľa glukózy, musí byť uskladnená do budúcnosti. Príjem glukózy bunkami je regulovaný hlavne dvoma antagonistami hormónov, to znamená hormónmi s opačným účinkom: inzulínom a glukagónom. Oba hormóny sú vylučované pankreatickými bunkami.

Upozornenie: slová „glukagón“ a „glykogén“ sú veľmi podobné, ale glukagón je hormón a glykogén je náhradný polysacharid.

Inzulín sa syntetizuje, ak je v krvi veľa glukózy. To sa zvyčajne deje potom, čo človek jedol, a to najmä v prípade, že jedlo je sacharidov-bohaté potraviny (napríklad, ak budete jesť múku alebo sladké potraviny). Všetky sacharidy obsiahnuté v potravinách sa rozkladajú na monosacharidy a už v tejto forme sa vstrebávajú cez črevnú stenu do krvi. Preto hladina glukózy stúpa.

Keď bunkové receptory reagujú na inzulín, bunky absorbujú glukózu z krvi a jej hladina opäť klesá. Mimochodom, to je dôvod, prečo je diabetes - nedostatok inzulínu - obrazne nazývaný „hlad medzi hojnosťou“, pretože v krvi po jedle, ktoré je bohaté na sacharidy, sa objavuje veľa cukru, ale bez inzulínu ho bunky nemôžu absorbovať. Časť buniek glukózy sa používa na energiu a zvyšok sa premení na tuk. Pečeňové bunky používajú absorbovanú glukózu na syntézu glykogénu. Ak je v krvi málo glukózy, dochádza k opačnému procesu: pankreas vylučuje hormón glukagón a pečeňové bunky začínajú rozkladať glykogén, uvoľňujú glukózu do krvi alebo syntetizujú glukózu opäť z jednoduchších molekúl, ako je kyselina mliečna.

Adrenalín tiež vedie k rozpadu glykogénu, pretože celé pôsobenie tohto hormónu je zamerané na mobilizáciu tela, jeho prípravu na reakciu typu „hit alebo beh“. A preto je potrebné, aby sa koncentrácia glukózy zvýšila. Potom ju svaly môžu využiť na energiu.

Absorpcia potravy teda vedie k uvoľneniu hormónu inzulínu do krvi a syntéze glykogénu a hladovanie vedie k uvoľňovaniu hormónu glukagónu a rozpadu glykogénu. Uvoľňovanie adrenalínu, ku ktorému dochádza v stresových situáciách, tiež vedie k rozpadu glykogénu.

Z čoho je glykogén syntetizovaný?

Glukóza-6-fosfát slúži ako substrát na syntézu glykogénu alebo glykogenogenézy, ako sa to inak nazýva. Je to molekula, ktorá sa získava z glukózy po pripojení zvyšku kyseliny fosforečnej na šiesty atóm uhlíka. Glukóza, ktorá tvorí glukóza-6-fosfát, vstupuje do pečene z krvi a do krvi z čreva.

Ďalšia možnosť je možná: glukóza môže byť znovu syntetizovaná z jednoduchších prekurzorov (kyselina mliečna). V tomto prípade, glukóza z krvi vstupuje, napríklad, do svalov, kde je rozdelená na kyselinu mliečnu s uvoľňovaním energie, a potom sa nahromadená kyselina mliečna transportuje do pečene a pečeňové bunky z nej syntetizujú glukózu. Potom môže byť táto glukóza premenená na glukózo-6-fosfot a ďalej na základe tejto syntézy glykogénu.

Fázy tvorby glykogénu

Čo sa teda deje v procese syntézy glykogénu z glukózy?

1. Glukóza po pridaní zvyšku kyseliny fosforečnej sa stáva glukóza-6-fosfátom. Je to spôsobené enzýmom hexokinázou. Tento enzým má niekoľko rôznych foriem. Hexokináza vo svaloch sa mierne líši od hexokinázy v pečeni. Forma tohto enzýmu, ktorá je prítomná v pečeni, je horšia spojená s glukózou a produkt vytvorený počas reakcie neinhibuje reakciu. V dôsledku toho sú pečeňové bunky schopné absorbovať glukózu len vtedy, keď je ich veľa, a môžem okamžite zmeniť množstvo substrátu na glukózo-6-fosfát, aj keď nemám čas ho spracovať.

2. Enzým fosfoglukomutáza katalyzuje konverziu glukóza-6-fosfátu na jeho izomér, glukóza-1-fosfát.

3. Výsledný glukózo-1-fosfát sa potom spojí s uridín trifosfátom, čím sa vytvorí UDP-glukóza. Tento proces je katalyzovaný enzýmom UDP-glukóza-pyrofosforylázou. Táto reakcia nemôže prebiehať v opačnom smere, to znamená, že je nevratná v tých podmienkach, ktoré sú prítomné v bunke.

4. Enzým glykogénsyntáza prenáša zvyšok glukózy na vznikajúcu molekulu glykogénu.

5. Glykogén-fermentujúci enzým pridáva odbočkové body a vytvára nové „vetvy“ na molekule glykogénu. Neskôr na konci tejto vetvy sa pridajú nové glukózové zvyšky s použitím glykogénsyntázy.

Kde je glykogén uskladnený po vytvorení?

Glykogén je náhradný polysacharid potrebný pre život a je uložený vo forme malých granúl nachádzajúcich sa v cytoplazme niektorých buniek.

Glykogén uchováva tieto orgány:

1. Pečeň. Glykogén je dosť hojný v pečeni a je jediným orgánom, ktorý využíva zásobu glykogénu na reguláciu koncentrácie cukru v krvi. Až 5 až 6% môže byť glykogén z hmotnosti pečene, čo zhruba zodpovedá 100-120 gramom.

2. Svaly. Vo svaloch sú zásoby glykogénu menšie (až do 1%), ale celkovo, podľa hmotnosti, môžu prekročiť všetok glykogén uložený v pečeni. Svaly nevypúšťajú glukózu, ktorá sa vytvorila po rozpade glykogénu do krvi, používajú ju len pre vlastné potreby.

3. Obličky. Našli malé množstvo glykogénu. V gliových bunkách a v leukocytoch, to znamená bielych krvinkách, sa našli ešte menšie množstvá.

Ako dlho vydrží glykogén?

V procese vitálnej aktivity organizmu sa glykogén syntetizuje pomerne často, takmer vždy po jedle. Telo nemá zmysel ukladať obrovské množstvo glykogénu, pretože jeho hlavnou funkciou nie je slúžiť ako donor živín tak dlho, ako je to možné, ale regulovať množstvo cukru v krvi. Obchody s glykogénom trvajú približne 12 hodín.

Pre porovnanie, uložené tuky:

- Po prvé, zvyčajne majú oveľa väčšiu hmotnosť ako hmotnosť uloženého glykogénu,
- po druhé, môžu byť dosť na mesiac existencie.

Okrem toho stojí za zmienku, že ľudské telo môže premeniť sacharidy na tuky, ale nie naopak, to znamená, že uložený tuk nemôže byť premenený na glykogén, môže byť použitý len priamo na energiu. Ale na rozloženie glykogénu na glukózu, potom zničiť glukózu sám a použiť výsledný produkt pre syntézu tukov ľudského tela je dosť schopný.

Aeróbna a anaeróbna glykolýza. Aká je ich úloha v živote ľudského tela?

Aby sme pochopili, čo je glykolýza, musíme sa odvolávať na grécku terminológiu, pretože tento pojem je odvodený z gréckych slov: glykoz - sladká a lýza - štiepenie. Názov glukóza pochádza zo slova Glycos. Tento výraz teda označuje proces saturácie glukózy kyslíkom, v dôsledku čoho sa jedna molekula sladkej látky rozkladá na dve mikročastice kyseliny pyrohroznovej. Glykolýza je biochemická reakcia, ktorá sa vyskytuje v živých bunkách a je zameraná na štiepenie glukózy. Existujú tri možnosti rozkladu glukózy a jednou z nich je aeróbna glykolýza.

Tento proces sa skladá z niekoľkých prechodných chemických reakcií, po ktorých nasleduje uvoľňovanie energie. To je hlavná podstata glykolýzy. Uvoľnená energia sa vynakladá na všeobecnú životnú aktivitu živého organizmu. Všeobecný vzorec na rozdelenie glukózy je nasledovný:

Glukóza + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 pyruvát + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O

Aeróbna oxidácia glukózy s následným štiepením jej šesť uhlíkovej molekuly sa uskutočňuje prostredníctvom 10 medziproduktov. Prvých 5 reakcií kombinuje prípravnú fázu prípravy a následné reakcie sú zamerané na tvorbu ATP. Počas reakcií vznikajú stereoskopické izoméry cukrov a ich derivátov. Hlavná akumulácia energie v bunkách sa vyskytuje v druhej fáze, ktorá je spojená s tvorbou ATP.

Fázy oxidačnej glykolýzy. Fáza 1.

V aeróbnej glykolýze sú dve fázy.

Prvá fáza je prípravná. V ňom glukóza reaguje s 2 molekulami ATP. Táto fáza pozostáva z 5 po sebe idúcich fáz biochemických reakcií.

1. etapa. Fosforylácia glukózy

Fosforylácia, to znamená proces prenosu zvyškov kyseliny fosforečnej v prvej a nasledujúcich reakciách, sa uskutočňuje molekulami kyseliny anhydridfosforečnej.

V prvom stupni sa zvyšky kyseliny fosforečnej z molekúl adifosfátu prenesú do molekulárnej štruktúry glukózy. Počas procesu sa získa glukóza-6-fosfát. Hexokináza pôsobí ako katalyzátor, urýchľuje proces pomocou iónov horčíka pôsobiacich ako kofaktor. Ióny horčíka sa podieľajú na iných glykolytických reakciách.

2. etapa. Tvorba izoméru glukóza-6-fosfátu

Pri 2. stupni izomerizácie glukóza-6-fosfátu na fruktóza-6-fosfát.

Izomerizácia je tvorba látok s rovnakou hmotnosťou, zložením chemických prvkov, ale s rôznymi vlastnosťami v dôsledku odlišného usporiadania atómov v molekule. Izomerizácia látok sa uskutočňuje za podmienok vonkajších podmienok: tlaku, teploty, katalyzátorov.

V tomto prípade sa spôsob uskutočňuje za prítomnosti katalyzátora na báze fosfoglukózovej izomerázy za účasti iónov Mg +.

3. krok. Fosforylácia fruktóza-6-fosfátu

V tomto štádiu je fosforylová skupina pripojená pomocou ATP. Spôsob sa uskutočňuje za účasti enzýmu fosfofruktokinázy-1. Tento enzým je určený len na účasť na hydrolýze. Výsledkom reakcie je získanie fruktóza-1,6-bisfosfátu a adhezintrifosfátu nukleotidu.

ATP je adezintrifosfát, jedinečný zdroj energie v živom organizme. Je to pomerne zložitá a ťažkopádna molekula pozostávajúca z uhľovodíkových, hydroxylových skupín, skupín dusíka a kyseliny fosforečnej s jednou voľnou väzbou, zostavených v niekoľkých cyklických a lineárnych štruktúrach. Uvoľňovanie energie nastáva v dôsledku interakcie zvyškov kyseliny fosforečnej s vodou. Hydrolýza ATP je sprevádzaná tvorbou kyseliny fosforečnej a uvoľňovaním 40-60 joulov energie, ktoré telo vynakladá na svoje živobytie.

Ale predtým, ako by nastala fosforylácia glukózy na úkor Adesintrifosfátovej molekuly, to znamená prenosu zvyšku kyseliny fosforečnej na glukózu.

4. krok. Rozpad fruktóza-1,6-difosfátu

Vo štvrtej reakcii sa fruktóza-1,6-difosfát rozkladá na dve nové látky.

  • Dioxiacetón fosfát,
  • Glycerald aldehyd-3-fosfát.

V tomto chemickom procese pôsobí ako katalyzátor aldoláza, enzým podieľajúci sa na energetickom metabolizme a nevyhnutný pri diagnostike mnohých ochorení.

5. krok. Tvorba izomérov triosefosfátu

Posledným procesom je nakoniec izomerizácia triozových fosfátov.

Glycerald-3-fosfát sa bude naďalej zúčastňovať procesu aeróbnej hydrolýzy. A druhá zložka, dioxyacetón fosfát, za účasti enzýmu triosofosfát izomerázy, sa konvertuje na glyceraldehyd-3-fosfát. Táto transformácia je však reverzibilná.

Fáza 2. Syntéza adesín trifosfátu

V tejto fáze glykolýzy sa biochemická energia akumuluje ako ATP. Adesíntrifosfát sa tvorí z adesín difosfátu v dôsledku fosforylácie. A tiež tvoril NADH.

Skratka NADH má veľmi zložitú a ťažko zapamätateľnú interpretáciu - nikotínamid adenín dinukleotid. NADH je koenzým, neproteínová zlúčenina, ktorá sa zúčastňuje na chemických procesoch živej bunky. Existuje v dvoch formách:

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

V metabolizme sa NAD podieľa na redoxných reakciách transportujúcich elektróny z jedného chemického procesu do druhého. Darovaním alebo prijatím elektrónu sa molekula konvertuje z NAD + na NADH a naopak. V živých organizmoch sa NAD vyrába z tryptofánových alebo aspartátových aminokyselín.

Dve mikročastice glyceraldehyd-3-fosfátu podliehajú reakciám, počas ktorých sa tvorí pyruvát a 4 ATP molekúl. Konečný výťažok adezintrifosfátu bude však 2 molekuly, pretože dve sa strávia v prípravnej fáze. Proces pokračuje.

6. krok - oxidácia glyceraldehyd-3-fosfátu

V tejto reakcii dochádza k oxidácii a fosforylácii glyceraldehyd-3-fosfátu. Výsledkom je kyselina 1,3-difosfoglycerová. Glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza sa podieľa na urýchlení reakcie.

Reakcia prebieha s účasťou energie z vonkajšej strany, takže sa nazýva endergonická. Takéto reakcie prebiehajú paralelne s exergonickou, ktorá sa vyvíja a rozdáva energiu. V tomto prípade je táto reakcia nasledujúcim postupom.

7. krok. Presun fosfátovej skupiny z 1,3-difosfoglycerátu na adesín difosfát

V tejto intermediárnej reakcii je fosforylová skupina prenesená fosfoglycerátkinázou z 1,3-difosfoglycerátu na adezín difosfát. Výsledkom je 3-fosfoglycerát a ATP.

Enzým fosfoglycerátkináza získal svoj názov pre svoju schopnosť katalyzovať reakcie v oboch smeroch. Tento enzým tiež transportuje fosfátový zvyšok z adhezíntrifosfátu na 3-fosfoglycerát.

6. a 7. reakcia sa často považujú za jeden proces. 1,3-difosfoglycerát sa považuje za medziprodukt. 6. a 7. reakcia spolu vyzerajú takto:

Glyceraldehyd-3-fosfát + ADP + Pi + NAD + 3-fosfoglycerát + ATP + NADH + H +, AGoo = -12,2 kJ / mol.

Celkovo tieto dva procesy uvoľňujú časť energie.

8. krok. Prenos fosforylovej skupiny z 3-fosfoglycerátu.

Produkcia 2-fosfoglycerátu je reverzibilný proces, ktorý sa uskutočňuje za katalytického pôsobenia enzýmu fosfoglycerát mutázy. Fosforylová skupina sa prevedie z dvojmocného atómu uhlíka 3-fosfoglycerátu na trojmocný atóm 2-fosfoglycerátu, čo vedie k tvorbe kyseliny 2-fosfoglycerovej. Reakcia prebieha za účasti pozitívne nabitých iónov horčíka.

9. krok. Izolácia vody z 2-fosfoglycerátu

Táto reakcia je vo svojej podstate druhou reakciou štiepenia glukózy (prvá bola reakcia 6. kroku). Enzým fosfopyruváthydratáza v ňom stimuluje elimináciu vody z atómu C, to znamená proces eliminácie z molekuly 2-fosfoglycerátu a tvorbu fosfoenolpyruvátu (kyselina fosfoenolpyrohroznová).

10. a posledný krok. Prenos fosfátového zvyšku z FEP na ADP

Pri konečnej glykolýznej reakcii sa jedná o koenzýmy - draslík, horčík a mangán, enzým pyruvátkináza pôsobí ako katalyzátor.

Transformácia enolovej formy kyseliny pyrohroznovej na keto formu je reverzibilný proces a oba izoméry sú prítomné v bunkách. Proces prechodu izometrických látok z jednej na druhú sa nazýva tautomerizácia.

Čo je anaeróbna glykolýza?

Spolu s aeróbnou glykolýzou, t. J. Štiepením glukózy za účasti O2, dochádza k takzvanému anaeróbnemu odbúraniu glukózy, v ktorom nie je prítomný kyslík. Tiež sa skladá z desiatich po sebe nasledujúcich reakcií. Ale kde je anaeróbne štádium glykolýzy, či je to spojené s procesmi štiepenia kyslíka kyslíkom, alebo je to nezávislý biochemický proces, snažme sa na to prísť.

Anaeróbna glykolýza je rozklad glukózy v neprítomnosti kyslíka za vzniku laktátu. V procese tvorby kyseliny mliečnej sa však NADH v bunke neakumuluje. Tento proces sa uskutočňuje v tkanivách a bunkách, ktoré fungujú v podmienkach nedostatku kyslíka - hypoxie. Tieto tkanivá primárne zahŕňajú kostrový sval. V erytrocytoch, napriek prítomnosti kyslíka, sa počas glykolýzy vytvára aj laktát, pretože v krvných bunkách nie sú žiadne mitochondrie.

Anaeróbna hydrolýza prebieha v cytosóle (kvapalná časť cytoplazmy) buniek a je jediným činiteľom produkujúcim a dodávajúcim ATP, pretože v tomto prípade oxidačná fosforylácia nefunguje. Pre oxidačné procesy je potrebný kyslík, ale nie je to anaeróbna glykolýza.

Kyseliny pyrohroznové a mliečne slúžia ako zdroj energie pre svaly na vykonávanie určitých úloh. Nadbytok kyseliny vstupuje do pečene, kde sa pôsobením enzýmov opäť premieňa na glykogén a glukózu. A proces začína znova. Nedostatok glukózy je doplnený výživou - používaním cukru, sladkého ovocia a iných sladkostí. Takže je nemožné kvôli postave úplne opustiť sladkú. Sacharóza je potrebná pre telo, ale s mierou.

Glykolýza. Aeróbna oxidácia glukózy. Glykonogenéza glykolýza

Glykolýza je komplexný enzymatický proces štiepenia glukózy na dve molekuly pyruvátu (aeróbna glykolýza) alebo dve molekuly laktátu (anaeróbna glykolýza, vyskytujúca sa bez spotreby kyslíka).

Celková rovnica anaeróbnej glykolýzy:

Glukóza Kyselina mliečna

Glykolýza funguje vo všetkých živých bunkách. Všetky enzýmy sú lokalizované v cytosóle a tvoria komplex multenzýmu.

Glykolýza sa vykonáva v dvoch stupňoch.

I. Prípravný stupeň je dichotómia rozkladu glukózy na dve molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu. Transformácie sú spojené s nákladmi 2 ATP.

II. Stupeň redukcie glykolytickej oxidácie je konverzia glyceraldehyd-3-fosfátu na laktát. Zahŕňa redoxné reakcie a fosforylačné reakcie sprevádzané tvorbou ATP.

V druhej fáze sa oxidujú dve molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu, preto by sa mal v reakciách pred vzorcom substrátu stanoviť faktor 2.

Za anaeróbnych podmienok oxidácia NADH. H + redukovaná v reakcii glyceraldehydfosfát dehydrogenázy prebieha v reakcii laktátdehydrogenázy. V aeróbnych podmienkach NADH. H + je oxidovaný kyslíkom za účasti enzýmov respiračného reťazca a energia uvoľnená počas tohto procesu sa používa na syntézu 1,5 alebo 2,5 mol ATP (v závislosti na mechanizme kyvadlového glykolytického transportu NADH. H + na mitochondrie).

Energetická bilancia glykolýzy sú dve molekuly ATP na jednu molekulu glukózy. V prvom štádiu glykolýzy sa spotrebujú dve molekuly ATP na aktiváciu substrátu (v reakciách hexokinázy a fosfofruktokinázy). V štádiu II sa tvoria štyri ATP molekuly (v reakciách fosfoglycerátkinázy a pyruvátkinázy). Syntéza ATP sa uskutočňuje fosforyláciou substrátu.

Kľúčové enzýmy glykolýzy:

1. Hexokináza je regulačný enzým pre glykolýzu v extrahepatických bunkách. Hexokináza je alostericky inhibovaná glukózo-6-fosfátom. Glukokináza je regulačný enzým pre glykolýzu v hepatocytoch. Syntéza glukokinázy je indukovaná inzulínom.

2. Fosfofruktokináza-1. Toto je hlavný kľúčový enzým, ktorý katalyzuje reakciu, ktorá obmedzuje rýchlosť celého procesu (najpomalšia reakcia). Syntéza enzýmu je indukovaná inzulínom. Alosterické aktivátory - AMP, ADP, fruktóza-2,6-difosfát. Hladina 2,6-difosfátu fruktózy sa zvyšuje pôsobením inzulínu a znižuje sa pôsobením glukagónu. Inhibítory alosterík - ATP, citrát.

3. Pyruvátkináza. Enzým je aktívny v nefosforylovanej forme. Glukagón (v hepatocytoch) a adrenalín (v myocytoch) stimulujú fosforyláciu enzýmu, a preto inaktivujú enzým. Inzulín naopak stimuluje defosforyláciu enzýmu, a preto aktivuje enzým. Alosterický aktivátor - Фр-1,6-ФФ. Alosterický inhibítor - ATP, acetyl-CoA. Enzýmová syntéza indukuje inzulín.

Biologická úloha glykolýzy:

1. Generovanie ATP. Glykolýza je jediný bunkový proces, ktorý produkuje ATP bez spotreby kyslíka. Bunky, ktoré majú malé alebo žiadne mitochondrie, dostávajú ATP iba ​​počas glykolýzy.

Hodnota glykolýzy pre červené krvinky. Glykolýza je jediný proces, ktorý produkuje ATP v červených krvinkách a zachováva si ich integritu a funkciu.

Dedičný defekt pyruvátkinázy je sprevádzaný hemolytickou anémiou. V tejto patológii majú červené krvinky 5 až 25% normálnej aktivity pyruvátkinázy, a preto je rýchlosť glykolýzy nízka.

Medziprodukt medziproduktov glykolýzy erytrocytov 2,3-difosfoglycerátu (2,3-DFG) znižuje afinitu hemoglobínu na kyslík, čo prispieva k disociácii kyslíka z oxyhemoglobínu a jeho prechodu do tkaniva. Porušenie glykolýzy v červených krvinkách môže ovplyvniť transport kyslíka. Pri deficite hexokinázy je teda pozorované zníženie hladiny 2,3-DFG a abnormálne vysoká afinita hemoglobínu na kyslík. Naopak, keď je pyruvát kináza deficientná, obsah 2,3-FGH je dvakrát vyšší ako normálny, čo spôsobuje nízku afinitu hemoglobínu na kyslík.

2. Je zdrojom uhľovodíkových radikálov pre procesy biosyntézy buniek: