глюкоза

С химической точки зрения глюкоза представляет собой сахар с шестью атомами углерода и, следовательно, попадает в категорию гексоз.

Глюкоза - это моносахарид, который представляет собой сахар, который не может гидролизоваться до более простого углевода.

Большинство сложных сахаров, присутствующих в рационе, расщепляются и превращаются в глюкозу и другие простые углеводы.

Фактически, глюкоза получается гидролизом многих углеводов, включая сахарозу, мальтозу, целлюлозу, крахмал и гликоген.

Печень способна превращать другие простые сахара, такие как фруктоза, в глюкозу.

Исходя из глюкозы, можно синтезировать все углеводы, необходимые для выживания организма.

Уровень глюкозы в крови и тканях точно регулируется некоторыми гормонами (инсулин и глюкагон); Избыток глюкозы сохраняется в некоторых тканях, в том числе в мышцах, в форме гликогена.

В глубине:

глюкоза как пища (декстроза)
глюкоза крови (глюкоза крови)
глюкоза в моче (глюкозурия)
GLUT переносчики глюкозы
Измененная толерантность к глюкозе
OGTT Оральный нагрузочный тест на глюкозу
Аланин-глюкозный цикл
глюкозный сироп

гликолиза

Важный клеточный метаболический путь, ответственный за преобразование глюкозы в более простые молекулы и производство энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ).

Гликолиз - это химический процесс, при котором молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты; эта реакция приводит к выработке энергии, хранящейся в 2 молекулах АТФ.

Особенность гликолиза заключается в том, что он может происходить как в присутствии, так и в отсутствие кислорода, даже если во втором случае вырабатывается меньшее количество энергии.

В аэробных условиях молекулы пировиноградной кислоты могут вступать в цикл Кребса и подвергаться ряду реакций, которые определяют их полное разложение до диоксида углерода и воды.
В анаэробных условиях, с другой стороны, молекулы пировиноградной кислоты разлагаются в другие органические соединения, такие как молочная кислота или уксусная кислота, в процессе ферментации.

Фазы гликолиза

Основными событиями, которые характеризуют процесс гликолиза, являются:

фосфорилирование глюкозы: две молекулы фосфата добавляются к молекуле глюкозы, поставляемой двумя молекулами АТФ, которые в свою очередь становятся АДФ. Таким образом образуется 1, 6-дифосфат глюкозы;

превращение в фруктозу 1, 6-дифосфат : глюкоза 1, 6-дифосфат превращается в фруктозу 1, 6-дифосфат, промежуточное соединение с шестью атомами углерода, которое, в свою очередь, разделяется на два более простых соединения, каждое из которых содержит три атома углерода: дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид 3-фосфат. Дигидроксиацетонфосфат превращается в другую молекулу глицеральдегид-3-фосфата;

образование пировиноградной кислоты : оба соединения с тремя атомами углерода оба превращаются в 1, 3-дифосфоглицератную кислоту; затем в фосфоглицерате; затем в фосфоенолпируват; наконец, в двух молекулах пировиноградной кислоты.

В ходе этих реакций синтезируются четыре молекулы АТФ и 2 НАДН.

Баланс ситуации

Гликолиз, исходя из молекулы глюкозы, позволяет получить:

чистая продукция 2 молекул АТФ
образование 2 молекул соединения, NADH (никотинамид адениндинуклеотид), который действует в качестве энергоносителя.

Важность гликолиза

У живых существ гликолиз является первой стадией метаболических путей производства энергии; это позволяет использовать глюкозу и другие простые сахара, такие как фруктоза и галактоза. У людей некоторые ткани, которые обычно имеют аэробный метаболизм в определенных условиях дефицита кислорода, обладают способностью получать энергию благодаря анаэробному гликолизу. Это происходит, например, в поперечно-полосатой мышечной ткани, подвергаемой интенсивным и длительным физическим усилиям. Таким образом, гибкость системы производства энергии, которая может следовать различным химическим путям, позволяет организму удовлетворять свои собственные потребности. Однако не все ткани способны противостоять отсутствию кислорода; например, сердечная мышца обладает меньшей способностью выполнять гликолиз, поэтому ей труднее противостоять анаэробным условиям.

больше о гликолизе »

Анаэробный гликолиз

В анаэробных условиях (недостаток кислорода) пируват превращается в две молекулы молочной кислоты с выделением энергии в виде АТФ.

Этот процесс, который производит 2 молекулы АТФ, не может продолжаться более 1 или 2 минут, потому что накопление молочной кислоты вызывает ощущение усталости и препятствует сокращению мышц.

В присутствии кислорода образовавшаяся молочная кислота превращается в пировиноградную кислоту, которая затем метаболизируется благодаря циклу Кребса.

Цикл Кребса

Группа химических реакций, которые происходят внутри клетки в процессе клеточного дыхания. Эти реакции отвечают за превращение молекул из гликолиза в углекислый газ, воду и энергию. Этот процесс, поддерживаемый семью ферментами, также называется циклом трикарбоновых кислот или лимонной кислоты. Цикл Кребса активен у всех животных, у высших растений и у большинства бактерий. В эукариотических клетках цикл происходит в клеточном организме, называемом митохондриями. Открытие этого цикла приписывается британскому биохимику Гансу Адольфу Кребсу, который в 1937 году описал основные этапы.

ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ

В конце гликолиза образуются две молекулы пирувата, которые попадают в митохондрии и превращаются в ацетильные группы. Каждая ацетильная группа, содержащая два атома углерода, связывается с коферментом, образуя соединение, называемое ацетилкофермент А.

Это, в свою очередь, объединяется с молекулой с четырьмя атомами углерода, оксалацетатом, с образованием соединения с шестью атомами углерода, лимонной кислоты. На последующих этапах цикла молекула лимонной кислоты постепенно перерабатывается, теряя при этом два атома углерода, которые выводятся в виде диоксида углерода. Кроме того, в этих пассажах высвобождаются четыре электрона, которые будут использоваться для последней стадии клеточного дыхания, окислительного фосфорилирования.

углубленное изучение цикла Кребса »

Окислительное фосфорилирование

Третья фаза клеточного дыхания называется окислительным фосфорилированием и происходит на уровне митохондриальных гребней (складчатость внутренней мембраны митохондрий). Он заключается в переносе электронов водорода NADH в транспортную цепь (называемую дыхательную цепь), образованную цитохромами, вплоть до кислорода, который представляет собой конечный акцептор электронов. Прохождение электронов включает высвобождение энергии, которая накапливается в связях 36 молекул аденозиндифосфата (АДФ) через связывание фосфатных групп и которая приводит к синтезу 36 молекул АТФ. Из восстановления кислорода и ионов H +, которые образуются после переноса электрона из NADH и FADH, получаются молекулы воды, которые добавляются к тем, которые образуются с циклом Кребса.

Механизмы синтеза АТФ

Протоны проходят через внутреннюю мембрану митохондрий в облегченном процессе диффузии. Таким образом, фермент АТФ-синтаза получает достаточную энергию для образования молекул АТФ, переводя фосфатную группу в АДФ.

Перенос электронов через дыхательную цепь требует вмешательства ферментов, называемых дегидрогеназами, которые выполняют функцию «отрыва» водорода от донорных молекул (FADH и NADH), так что ионы H + и электроны образуются для дыхательной цепи. ; Более того, этот процесс требует присутствия некоторых витаминов (в частности, витамина С, Е, К и витамина В2 или рибофлавина).

Ситуационная точка: