glukos

Ur kemisk synvinkel är glukos ett socker med sex kolatomer och faller därför i kategorin hexoser.

Glukos är en monosackarid, som är ett socker som inte kan hydrolyseras till ett enklare kolhydrat.

De flesta av de komplexa sockerarter som finns i kosten är splittrade och reducerade till glukos och andra enkla kolhydrater.

Glukos erhålls i själva verket genom hydrolys av många kolhydrater, inklusive sackaros, maltos, cellulosa, stärkelse och glykogen.

Levern kan omvandla andra enkla sockerarter, till exempel fruktos, till glukos.

Från glukos är det möjligt att syntetisera alla kolhydrater som är nödvändiga för organismens överlevnad.

Nivån av glukos i blod och vävnader regleras exakt av vissa hormoner (insulin och glukagon); Överskott av glukos lagras i vissa vävnader, inklusive muskel, i form av glykogen.

På djupet:

glukos som mat (dextros)
blodsocker (blodsocker)
glukos i urinen (glykosuri)
GLUT-glukostransportörer
Förändrad glukostolerans
OGTT Test för oral glukosbelastning
Alanin-glukoscykel
glukosesirap

glykolysen

Viktig cellulär metabolisk väg, ansvarig för omvandling av glukos till enklare molekyler och energiproduktion i form av adenosintrifosfat (ATP).

Glykolys är en kemisk process där en glukosmolekyl delas upp i två pyramidsyramolekyler; denna reaktion leder till produktion av energi, lagrad i 2 molekyler av ATP.

Glykolys har särdragen att kunna ske både i närvaro och frånvaro av syre, även om det i det andra fallet produceras en mindre mängd energi

Under aeroba förhållanden kan pyruvsyramolekylerna gå in i Krebs-cykeln och genomgå en serie reaktioner som bestämmer deras fullständiga nedbrytning till koldioxid och vatten
Vid anaeroba förhållanden nedbryts pyruvinsyramolekylerna i andra organiska föreningar, såsom mjölksyra eller ättiksyra, genom fermenteringsprocessen.

Glykolysfaser

De viktigaste händelserna som karakteriserar glykolysprocessen är:

fosforylering av glukos: två fosfatgrupper sättes till glukosmolekylen, tillförd av två ATP-molekyler som i sin tur blir ADP. Således bildas glukos 1, 6-difosfat;

omvandling till fruktos 1, 6-difosfat : glukos 1, 6-difosfat omvandlas till fruktos-1, 6-difosfat, en intermediär förening med sex kolatomer, som i sin tur delas upp i två enklare föreningar, vilka varje innehåller tre kolatomer: dihydroxiacetonfosfat och glyceraldehyd-3-fosfat. Dihydroxiacetonfosfatet omvandlas till en annan molekyl av glyceraldehyd-3-fosfat;

pyruvsyrabildning : de båda föreningarna med tre kolatomer transformeras båda till 1, 3-difosfoglyceratsyra; sedan i fosfoglycerat; sedan i fosfonolpyruvat; äntligen i två pyruvsyra-molekyler.

Under dessa reaktioner syntetiseras fyra molekyler av ATP och 2 av NADH.

Balans av situationen

Glykolys som börjar från en glukosmolekyl tillåter att erhålla:

nettoproduktionen av 2 ATP-molekyler
bildandet av 2 molekyler av en förening, NADH (nikotinamidadenendinukleotid), som fungerar som en energibärare.

Betydelsen av glykolys

I levande varelser är glykolys den första etappen av de metaboliska vägarna för energiproduktion. Det tillåter användning av glukos och andra enkla sockerarter, såsom fruktos och galaktos. Hos människor har vissa vävnader som normalt har en aerob metabolism vid speciella förhållanden för syrebrist förmågan att härleda energi tack vare anaerob glykolys. Detta sker exempelvis i strimmad muskelvävnad utsatt för intensiv och långvarig fysisk ansträngning. På detta sätt kan flexibiliteten i energiproduktionssystemet, som kan följa olika kemiska vägar, låta kroppen uppfylla sina egna behov. Emellertid kan inte alla tyger klara avståndet från syre; Hjärtmuskeln har till exempel lägre förmåga att utföra glykolys, därför är det svårare att stå emot anaeroba förhållanden.

mer om glykolys »

Anaerob glykolys

Vid anaeroba förhållanden (brist på syre) transformeras pyruvatet i två molekyler mjölksyra med frisättning av energi i form av ATP.

Denna process, som producerar 2 ATP-molekyler, kan inte bestå i mer än 1 eller 2 minuter eftersom ackumulationen av mjölksyra ger känslan av utmattning och hindrar muskelkontraktion.

I närvaro av syre transformeras mjölksyran som har bildats till pyruvsyra som sedan metaboliseras tack vare Krebs-cykeln.

Krebs cykel

Grupp av kemiska reaktioner som äger rum inuti cellen under cellulär andningsprocessen. Dessa reaktioner är ansvariga för att omvandla molekylerna från glykolys till koldioxid, vatten och energi. Denna process, gynnad av sju enzymer, kallas också cykeln av trikarboxylsyror eller citronsyra. Krebs-cykeln är aktiv i alla djur, i högre växter och i de flesta bakterier. I eukaryota celler sker cykeln i en cellulär organism som kallas mitokondrier. Upptäckten av denna cykel tillskrivs den brittiska biokemisten Hans Adolf Krebs, som år 1937 beskrev huvudstegen.

Huvudreaktioner

Vid slutet av glykolysen bildas två pyruvatmolekyler, vilka kommer in i mitokondrier och transformeras till acetylgrupper. Varje acetylgrupp innehållande två kolatomer binder till ett koenzym, vilket bildar en förening som kallas acetylkoenzym A.

Detta kombinerar i sin tur med en molekyl med fyra kolatomer, oxalacetat, för att bilda en förening med sex kolatomer, citronsyra. I de efterföljande stegen av cykeln omarbetas citronsyramolekylen gradvis, vilket förlorar två kolatomer som elimineras i form av koldioxid. Dessutom släpps fyra elektroner i dessa passager som kommer att användas för det sista steget av cellulär andning, oxidativ fosforylering.

fördjupad studie av Krebs-cykeln »

Oxidativ fosforylering

Den tredje fasen av cellulär andning kallas oxidativ fosforylering och förekommer vid nivån av mitokondriella vapen (vikning av mitokondrierets inre membran). Det består i överföring av NADH-väteelektroner till en transportkedja (kallad andningskedjan), bildad av cytokromer, upp till syre, vilket representerar den slutliga elektronacceptorn. Elektrons passage innefattar frigöring av energi som lagras i bindningarna av 36 molekyler adenosindifosfat (ADP) genom bindning av fosfatgrupper och som leder till syntesen av 36 molekyler av ATP. Från reduktionen av syre och de H + -joner som bildas efter elektronöverföringen från NADH och FADH härrörs vattenmolekyler som tillsätts till de som produceras med Krebs-cykeln.

ATP-syntesmekanismer

Protonerna passerar genom det inre mitokondriamembranet i en underlättad diffusionsprocess. Enzymet ATP-syntas erhåller sålunda tillräcklig energi för framställning av ATP-molekyler, överföring av en fosfatgrupp till ADP.

Överföringen av elektroner genom andningskedjan kräver ingrepp av enzymer som kallas dehydrogenaser, som har funktionen att "riva" väte från donormolekylerna (FADH och NADH), så att H + joner och elektroner produceras för andningskedjan ; Dessutom kräver denna process närvaron av vissa vitaminer (i synnerhet vitamin C, E, K och vitamin B2 eller riboflavin).

Situationspunkt:

rivningen av glukos genom aerobics (Krebs-cykeln) leder till bildandet av 38 ATP
rivningen av glukos genom anaerobi (glykolys) leder till bildandet av 2 ATP