fysiologi

glucose

Fra det kemiske synspunkt er glucose et sukker med seks carbonatomer og falder derfor ind i kategorien af ​​hexoser.

Glucose er et monosaccharid, som er et sukker, som ikke kan hydrolyseres til et enklere kulhydrat.

De fleste af de komplekse sukkerarter, der er til stede i kosten, er opdelt og reduceret til glucose og andre enkle kulhydrater.

Glucose opnås faktisk ved hydrolyse af mange kulhydrater, herunder saccharose, maltose, cellulose, stivelse og glykogen.

Leveren er i stand til at omdanne andre simple sukkerarter, såsom fructose, til glucose.

Fra glukose er det muligt at syntetisere alle de kulhydrater, der er nødvendige for organismens overlevelse.

Niveauet af glukose i blod og væv reguleres netop af nogle hormoner (insulin og glucagon); overskydende glukose opbevares i nogle væv, herunder muskel, i form af glykogen.

I dybden:

  • glukose som mad (dextrose)
  • blodsukker (blodsukker)
  • glukose i urinen (glycosuri)
  • GLUT-glucosetransportere
  • Ændret glukosetolerance
  • OGTT Oral glukoseindlæsningstest
  • Alanin glukose cyklus
  • glucosesirup

den glykolyse

Vigtig cellulær metabolisk vej, der er ansvarlig for omdannelsen af ​​glucose til enklere molekyler og energiproduktion i form af adenosintrifosfat (ATP).

Glycolyse er en kemisk proces, hvori et glukosemolekyle er opdelt i to pyrodruesyre-molekyler; denne reaktion fører til produktion af energi, lagret i 2 molekyler af ATP.

Glykolyse har særligheden af ​​at kunne finde sted både i nærvær og fravær af ilt, selv om der i det andet tilfælde produceres en mindre mængde energi

  • Under aerobiske forhold kan pyruvinsyremolekylerne komme ind i Krebs-cyklen og gennemgå en række reaktioner, der bestemmer deres fuldstændige nedbrydning til kuldioxid og vand
  • Ved anaerobe betingelser nedbrydes pyrodruesyremolekylerne i andre organiske forbindelser, såsom mælkesyre eller eddikesyre, gennem fermenteringsprocessen.

Glykolysefaser

De vigtigste begivenheder, der karakteriserer glycolyseprocessen, er:

phosphorylering af glucose: to phosphatgrupper tilsættes til glucosemolekylet, der leveres af to ATP-molekyler, der igen bliver ADP. Således dannes glucose 1, 6-diphosphat;

omdannelse til fructose 1, 6-diphosphat : glucose 1, 6-diphosphat omdannes til fructose 1, 6-diphosphat, en mellemprodukt med seks carbonatomer, som igen er opdelt i to enklere forbindelser, der hver indeholder tre carbonatomer: dihydroxyacetonphosphat og glyceraldehyd-3-phosphat. Dihydroxyacetonphosphatet omdannes til et andet molekyle glyceraldehyd-3-phosphat;

pyrodruesyre dannelse : de to forbindelser med tre carbonatomer omdannes begge til 1, 3-diphosphoglyceratsyre; derefter i phosphoglycerat; derefter i phosphoenolpyruvat; endelig i to pyrodruesyre-molekyler.

I løbet af disse reaktioner syntetiseres fire molekyler af ATP og 2 af NADH.

Balance af situationen

Glycolyse startende fra et glucosemolekyle giver mulighed for at opnå:

  1. nettoproduktionen af ​​2 ATP molekyler
  2. dannelsen af ​​2 molekyler af en forbindelse, NADH (nikotinamid adenin-dinukleotid), som virker som en energibærer.

Betydningen af ​​glycolyse

I levende væsener er glykolyse det første trin i metabolismen af ​​energiproduktion; det tillader brugen af ​​glucose og andre simple sukkerarter, såsom fructose og galactose. Hos mennesker har nogle væv, som normalt har et aerobt stofskifte i særlige tilstande af iltmangel, evnen til at udlede energi takket være anaerob glykolyse. Dette sker for eksempel i striberet muskelvæv underkastet intens og langvarig fysisk indsats. På denne måde giver fleksibiliteten i energiproduktionssystemet, som kan følge forskellige kemiske veje, kroppen mulighed for at tilfredsstille sine egne behov. Men ikke alle stoffer er i stand til at modstå fraværet af ilt; hjerte muskler har for eksempel en lavere evne til at udføre glykolyse, derfor er det vanskeligere at modstå anaerobe tilstande.

mere om glycolyse »

Anaerob glykolyse

Ved anaerobe forhold (mangel på ilt) omdannes pyruvat til to molekyler mælkesyre med frigivelse af energi i form af ATP.

Denne proces, der producerer 2 ATP-molekyler, kan ikke fortsætte i mere end 1 eller 2 minutter, fordi akkumuleringen af ​​mælkesyre frembringer fornemmelsen af ​​træthed og hæmmer muskelkontraktion.

I nærværelse af ilt transformeres den mælkesyre, der er dannet, til pyrodruesyre, som derefter metaboliseres takket være Krebs-cyklen.

Krebs cyklus

Gruppe af kemiske reaktioner, der finder sted inde i cellen under cellulær respirationsprocessen. Disse reaktioner er ansvarlige for at omdanne molekylerne fra glycolyse til kuldioxid, vand og energi. Denne proces, favoriseret af syv enzymer, kaldes også cyklussen af ​​tricarboxylsyrer eller citronsyre. Krebs-cyklen er aktiv i alle dyr, i højere planter og i de fleste bakterier. I eukaryote celler finder cyklussen sted i en cellulær organisme kaldet mitokondrier. Opdagelsen af ​​denne cyklus tilskrives den britiske biokemist Hans Adolf Krebs, der i 1937 beskrev de vigtigste trin.

HOVEDREAKTIONER

Ved afslutningen af ​​glycolysen dannes to pyruvatmolekyler, som kommer ind i mitochondrier og omdannes til acetylgrupper. Hver acetylgruppe, der indeholder to carbonatomer, binder til et coenzym, der danner en forbindelse kaldet acetylcoenzym A.

Dette til gengæld kombinerer med et molekyle med fire carbonatomer, oxalacetat, for at danne en forbindelse med seks carbonatomer, citronsyre. I de efterfølgende trin af cyklen omarbejdes citronsyremolekylet gradvist og taber således to carbonatomer, der elimineres i form af carbondioxid. Desuden frigives fire elektroner i disse passager, som vil blive anvendt til det sidste trin af cellulær respiration, oxidativ phosphorylering.

dybtgående undersøgelse af Krebs-cyklen »

Oxidativ phosphorylering

Den tredje fase af cellulær respiration kaldes oxidativ phosphorylering og forekommer i mitokondriale kamre (foldning af den indre membran af mitokondrier). Det består i overførsel af NADH-hydrogenelektroner til en transportkæde (kaldet luftvejskæden), dannet af cytokromer, op til oxygen, som repræsenterer den endelige elektronacceptor. Elektrons passage involverer frigivelse af energi, som er lagret i bindingerne af 36 molekyler adenosindiphosphat (ADP) gennem binding af phosphatgrupper og som fører til syntese af 36 molekyler af ATP. Fra reduktionen af ​​ilt og H + -ionerne, der dannes efter elektronoverførslen fra NADH og FADH, udledes vandmolekyler, som tilsættes til dem, der produceres med Krebs-cyklen.

ATP syntese mekanismer

Protonerne passeres gennem den indre mitokondriermembran i en lette diffusionsproces. Enzymet ATP-syntase opnår således tilstrækkelig energi til at producere ATP-molekyler, overførsel af en phosphatgruppe til ADP.

Overførslen af ​​elektroner gennem luftvejskæden kræver indgriben af ​​enzymer kaldet dehydrogenaser, som har funktionen til at "rive" hydrogenet fra donormolekylerne (FADH og NADH), således at H + ioner og elektroner produceres til respirationskæden ; Desuden kræver denne proces tilstedeværelsen af ​​nogle vitaminer (især C-vitamin, E, K og vitamin B2 eller riboflavin).

Situationspunkt:

  • Nedbrydningen af ​​glukose ved aerobic (Krebs-cyklus) fører til dannelsen af ​​38 ATP

  • nedbrydning af glucose ved anaerobi (glycolyse) fører til dannelsen af ​​2 ATP'er