Glikolīze (no grieķu valodas. Glycys - salda un līze - izšķīdināšana, sadalīšanās) ir fermentu reakciju secība, kas noved pie glikozes pārvēršanas piruvātā ar vienlaicīgu ATP veidošanos.
Aerobos apstākļos piruvāts iekļūst mitohondrijās, kur tas pilnībā oksidējas līdz CO.2 un H2A. Ja skābekļa saturs nav pietiekams, kā tas var notikt aktīvā līgumslēdzēja muskuļos, piruvātu pārvērš laktātā.
Tātad, glikolīze ir ne tikai galvenais glikozes izmantošanas veids šūnās, bet arī unikāls veids, jo tas var izmantot skābekli, ja
pēdējais ir pieejams (aerobos apstākļos), bet var rasties arī bez skābekļa (anaerobos apstākļos).
Anaerobais glikolīze ir komplekss fermentu process glikozes sadalīšanai, kas notiek cilvēku un dzīvnieku audos bez skābekļa patēriņa. Glikolīzes gala produkts ir pienskābe. ATP veidojas glikolīzes laikā. Kopējo glikolīzes vienādojumu var attēlot šādi:
Anaerobos apstākļos glikolīze ir vienīgais enerģijas piegādes process dzīvnieka ķermenī. Pateicoties glikolīzei, cilvēka ķermenis un dzīvnieki var veikt noteiktu fizioloģisko funkciju periodu skābekļa deficīta apstākļos. Tajos gadījumos, kad glikolīze notiek skābekļa klātbūtnē, viņi runā par aerobo glikolīzi.
Anaerobās glikolīzes reakciju, kā arī to starpproduktu secība ir labi pētīta. Glikolīzes procesu katalizē vienpadsmit fermenti, no kuriem lielākā daļa ir izolēti viendabīgā, klastā vai ļoti attīrītā veidā un kuru īpašības ir diezgan labi zināmas. Ņemiet vērā, ka glikolīze notiek šūnas halo-plazmā (citozols).
Pirmā enzimātiskā glikolīzes reakcija ir fosforilēšana, t.i. ortofosfāta atlieku pārnešana uz glikozi. Reakciju katalizē heksokināzes enzīms:
Glikozes-6-fosfāta veidošanās heksokināzes reakcijā ir saistīta ar ievērojamas sistēmas brīvās enerģijas daudzuma atbrīvošanu, un to var uzskatīt par praktiski neatgriezenisku procesu.
Heksokināzes svarīgākā īpašība ir tās inhibēšana ar glikozes-6-fosfātu, t.i. pēdējais kalpo gan kā reakcijas produkts, gan kā allosteric inhibitors.
Heksokināzes enzīms spēj katalizēt ne tikai D-glikozes, bet arī citu heksozu, jo īpaši D-fruktozes, D-mannozes uc, fosforilāciju. Aknās papildus heksokināzei ir arī glikokināzes enzīms, kas katalizē tikai D-glikozes fosforilāciju. Šis enzīms nav sastopams muskuļu audos (sīkāku informāciju skatīt 16. nodaļā).
Otrā glikolīzes reakcija ir glikozes-6-fosfāta konversija ar glikozes-6-fosfāta izomerāzes enzīma iedarbību uz fruktozi-6-fosfātu:
Šī reakcija notiek viegli abos virzienos, un tai nav nepieciešami kofaktori.
Trešo reakciju katalizē fosfruktokināzes enzīms; iegūto fruktozes-6-fosfātu atkal fosforilē ar otro ATP molekulu:
Šī reakcija ir praktiski neatgriezeniska, analoga heksokināzei, notiek magniju jonu klātbūtnē un ir lēnāk notiekošā glikolīzes reakcija. Faktiski šī reakcija nosaka glikolīzes līmeni kopumā.
Fosfofrukokināze ir viens no allosteriskajiem fermentiem. To inhibē ATP un stimulē AMP. Pie nozīmīgām ATP / AMP attiecības vērtībām fosfofruktokināzes aktivitāte tiek kavēta un glikolīze palēninās. Gluži pretēji, samazinot šo attiecību, palielinās glikolīzes intensitāte. Tādējādi, nestrādājošajā muskuļos, fosofrukokināzes aktivitāte ir zema, un ATP koncentrācija ir salīdzinoši augsta. Muskulatūras darba laikā ir intensīvs ATP patēriņš, un palielinās fosfofruktokināzes aktivitāte, kā rezultātā palielinās glikolīzes process.
Ceturto glikolīzes reakciju katalizē aldolāzes enzīms. Šī fermenta ietekmē fruktozes-1,6-bisfosfāts ir sadalīts divās fosfotozozēs:
Šī reakcija ir atgriezeniska. Atkarībā no temperatūras līdzsvars tiek noteikts citā līmenī. Pieaugot temperatūrai, reakcija pāriet uz lielāku triozes fosfātu veidošanos (dihidro-kiacetona fosfātu un gliceraldehīda-3-fosfātu).
Piektā reakcija ir triozes fosfāta izomerizācijas reakcija. To katalizē triosfosfāta izomerāzes enzīms:
Šīs izomerāzes reakcijas līdzsvars tiek pārvietots uz dihidroksiacetonfosfātu: 95% dihidroksiacetonfosfātu un apmēram 5% gliceraldehīda-3-fosfātu. Turpmākajās glikolīzes reakcijās var iekļaut tikai vienu no diviem veidotiem triosofosfātiem, proti, gliceraldehīda-3-fosfātu. Tā rezultātā, tālāk pārveidojot fosfo-triozes aldehīda formu, di-hidroksi-acetona fosfāts tiek pārveidots par gliceraldehīda-3-fosfātu.
Gliceraldehīda-3-fosfāta veidošanās, pabeidzot glikolīzes pirmo posmu. Otrais posms ir visgrūtākais un svarīgākais. Tas ietver redoksreakciju (glikolītisko oksidācijas reakciju), kas savienota ar substrāta fosforilāciju, kuras laikā veidojas ATP.
Sestās gliceraldehīda-3-fosfāta reakcijas rezultātā fermenta gliceraldehīda fosfāta dehidrogenāzes klātbūtnē, koenzīms NAD un neorganiskais fosfāts tiek pakļauts īpašai oksidācijai, veidojot 1,3-bisfosoglicerīnskābi un samazinot NAD (NADH) formu. Šo reakciju bloķē jods vai bromacetāts, turpinās vairākos posmos:
1,3-bisfosoglicerāts ir augstas enerģijas savienojums (augsta enerģētiskā saite, ko parasti apzīmē ar t
). Gliceraldehīda fosfāta dehidrogenāzes darbības mehānisms ir šāds: neorganiskā fosfāta klātbūtnē NAD + darbojas kā ūdeņraža akceptors, kas tiek atdalīts no gliceraldehīda-3-fosfāta. NADH veidošanās procesā gliceraldehīda-3-fosfāts saistās ar enzīmu molekulu uz pēdējo SH-grupu rēķina. Izveidotā saite ir bagāta ar enerģiju, bet tā ir trausla un sadalās neorganiskā fosfāta ietekmē, veidojot 1,3-bisfosoglicerīnskābi.
Septīto reakciju katalizē fosfoglicerāta kināze, savukārt fosfātu atlikums (fosfātu grupa 1. pozīcijā) tiek pārnests uz ADP, veidojot ATP un 3-fosfoglicerīnskābi (3-fosfoglicerātu):
Tādējādi divu enzīmu (gliceraldehifosfāta dehidrogenāzes un fosfoglicerāta kināzes) iedarbības dēļ gliceraldehīda-3-fosfāta aldehīda grupas oksidēšanas laikā atbrīvotā enerģija līdz karboksilgrupai tiek uzglabāta ATP enerģijas formā. Atšķirībā no oksidatīvās fosforilācijas ATP veidošanos no augstas enerģijas savienojumiem sauc par substrāta fosforilāciju.
Astotā reakcija ir saistīta ar atlikušās fosfātu grupas molekulāro pārnešanu, un 3-fosfoglicerīnskābe tiek pārvērsta par 2-fosficiklīnskābi (2-fosfoglicerātu).
Reakcija ir viegli atgriezeniska, notiek Mg 2+ jonu klātbūtnē. Fermenta kofaktors ir arī 2,3-bisfosoglicerīnskābe tādā pašā veidā kā fosfoglukomutāzes reakcijā, glikozes-1,6-bisfosfātam ir kofaktora loma:
Devīto reakciju katalizē enolāze, ar 2-fosficerskābi, izdalot ūdens molekulu fosfololpiruvīnskābē (fosfololpiruvāts), un fosfāta saite 2. pozīcijā kļūst par augstu enerģiju:
Enolāzi aktivizē divvērtīgie katjoni Mg 2+ vai Mn 2+, un to inhibē fluorīds.
Desmito reakciju raksturo augstas enerģijas saiti un fosfāta atlikuma pārnešanu no fosfololpiruvāta uz ADP (substrāta fosforilēšana). Katalizē piruvāta kināze:
Piruvāta kināzes iedarbībai ir nepieciešami Mg 2+ joni, kā arī monovalenti sārmu metālu katjoni (K + vai citi). Šūnas iekšienē reakcija ir praktiski neatgriezeniska.
Vienpadsmitās reakcijas rezultātā samazinās piruvīnskābe un veidojas pienskābe. Reakcija notiek, piedaloties fermenta laktāta dehidrogenāzes un koenzīma NADH, kas veidojas sestajā reakcijā:
Glikolīzes procesā notiekošo reakciju secība parādīta 1. attēlā. 10.3.
Att. 10.3. Glikolīzes reakciju secība.
1 - heksokināze; 2 - fosforglikoizožu laiki; 3 - fosfofruktokināze; 4 - aldo-lase; 5 - triozes fosfāta izomerāze; 6 - gliceraldehīda fosfāta dehidrogenāze; 7-fosfoglicerāta kināze; 8 - fosfogliceromutāze; 9 - enolāze; 10 - piruvāta-naza; 11 - laktāta dehidrogenāze.
Piruvāta reducēšanās reakcija pabeidz iekšējo redoksglikolīzes ciklu. NAD + spēlē ūdeņraža starpnovadītāja lomu no gliceraldehīda-3-fosfāta (6. reakcija) uz piruvīnskābi (11. reakcija), kamēr tā pati atjaunojas un atkal var piedalīties cikliskā procesā, ko sauc par glikolītisko oksidāciju.
Glikolīzes procesa bioloģiskā nozīme galvenokārt ir enerģijas bagātīgu fosfora savienojumu veidošanā. Glikolīzes sākumposmā tiek izlietotas 2 ATP molekulas (heksokināzes un fosfofrucīna-kināzes reakcijas). Turpmākajās 4 ATP molekulās (fosfoglicerāta kināzes un piruvāta kināzes reakcijas) veidojas. Tādējādi glikolīzes energoefektivitāte anaerobos apstākļos ir 2 ATP molekulas uz vienu glikozes molekulu.
Kā jau minēts, galvenā reakcija, kas ierobežo glikolīzes ātrumu, ir fosfofruktokināze. Otrā reakcija, ātruma ierobežojošā un regulējošā glikolīze ir heksokināzes reakcija. Turklāt glikolīzi kontrolē arī LDH un tā izoenzīmi.
Audos ar aerobo metabolismu (sirds audi, nieres utt.) Dominē LDH izoenzīmi.1 un LDH2 (sk. 4. nodaļu). Šos izoenzīmus inhibē pat nelielas piruvāta koncentrācijas, kas novērš pienskābes veidošanos un veicina piruvāta (precīzāk, acetil CoA) pilnīgāku oksidēšanos trikarboksilskābes ciklā.
Cilvēka audos, kas lielā mērā izmanto glikolīzes enerģiju (piemēram, skeleta muskuļus), galvenie izoenzīmi ir LDH5 un LDH4. LDH aktivitāte5 maksimāli pie tādām piruvāta koncentrācijām, kas inhibē LDH1. LDH izoenzīmu pārsvars4 un LDH5 izraisa intensīvu anaerobu glikolīzi, strauji pārveidojot piruvātu ar pienskābi.
Kā jau minēts, glikogēna anaerobās sadalīšanās procesu sauc par glikogenolīzi. Glikogēna D-glikozes vienību iesaistīšana glikolīzes procesā notiek, piedaloties 2 fermentiem - fosforilāzei a un fosfo-gliko-mutāzei. Glikolīzes procesā var iekļaut glikozes-6-fosfātu, kas veidojas fosfoglukomutāzes reakcijas rezultātā. Pēc glikozes-6-fosfāta veidošanās vēl viens glikolīzes un glikogenolīzes ceļš sakrīt:
Glikogenolīzes procesā, nevis divos, bet trīs ATP molekulās uzkrājas augstas enerģijas savienojumu veidā (ATP netiek izlietots glikozes-6-fosfāta veidošanai). Šķiet, ka glikogenolīzes energoefektivitāte šķiet nedaudz augstāka par glikolīzes procesu, bet šī efektivitāte tiek realizēta tikai aktīvā fosforilāzes klātbūtnē a. Jāatceras, ka ATP tiek patērēts fosforolilāzes b aktivācijas procesā (sk. 10.2. Att.).
Bioloģija
Glikolīze (grieķu valoda - glikoze - salda, līze - sadalīšana) ir šūnu elpošanas pirmais posms, kas ir reakciju secība, kuras laikā viena glikozes molekula (C6H12O6) sadalās divās piruvīnskābes molekulās (C)3H4O3). Reakcijas notiek citoplazmā bez skābekļa līdzdalības, bet piedaloties fermentiem. Piruvātā oglekļa atomi ir oksidētā veidā, jo četri ūdeņraža atomi sadalās un atjauno citu savienojumu (NAD līdz NAD · H2).
Kopējā glikolīzes reakcija
ATP tīra enerģija ir tikai divas molekulas, kas liecina par šūnu elpošanas posma zemo efektivitāti. Lielākā daļa glikozes enerģijas paliek piruvīnskābē un tiek uzglabāta NAD · H2. Aerobās elpošanas laikā šo enerģiju izmanto, lai iegūtu galveno ATP molekulu daudzumu.
Tā kā glikozes laikā glikoze zaudē četrus ūdeņraža atomus, tā oksidējas. Ūdeņraža akceptori ir nikotīnamīda adenīna dinukleotīdu molekulas (NAD +).
Glikoze uzreiz nesadalās līdz piruvātam, bet ar virkni secīgu reakciju. Kopumā tos var iesniegt trīs posmos:
Glikozi fosforilē ATP fosfātu grupas un pārveido par fruktozi-1,6-bisfosfātu. Tā izmanto divas ATP molekulas, kas kļūst par ADP.
Fruktozes-1,6-bifosfāts ir sadalīts divos fosforilētos trīs oglekļa cukuros.
Šie cukuri pārvēršas piruvīnskābē. Šajā gadījumā tiek sintezētas četras ATP molekulas un ūdeņradis pievienots divām NAD molekulām.
Glikolīzē ir iesaistīti aptuveni deviņi konveijera sastāvā esošie fermenti. Kā redzams no shēmas, glikolīze notiek desmit posmos.
Tālāk oksidējot pirovīnskābi mitohondrijās, tiek izmantota NAD · H uzglabātā enerģija.2.
Evolūcijas procesā glikolīze ir pirmais veids, kā iegūt ATP. Mūsu laikā ir raksturīga gan prokariotiem, gan eukariotiem kā viens no šūnu elpošanas posmiem.
Jāatceras, ka šūnās glikolīze nav vienīgais veids, kā oksidēt glikozi.
6 iemesli, kāpēc neēdat cukuru un ko tas sadala organismā
Prieks sveicināt jūs, manus uzticīgos abonentus! Es iesaku jums apspriest vienu sarežģītu, bet ļoti svarīgu tēmu: ko cukurs organismā sadalās? Būsim godīgi: visi mīl ēst saldu. Bet daži cilvēki iedomāties cukura risku un to, kā tā patēriņš var beigties ar organismu.
Cukurs ir balts inde. Vai tā ir taisnība?
Vispirms cukurs ir viens no vislabāk pārdotajiem pārtikas produktiem pasaulē. Ir grūti to nepiekrist. Atzīstiet to, jo katras virtuves virtuvē ir cukurs?
Tas ir nepieciešams konditorejas izstrādājumu, desertu, ievārījumu, marināžu sagatavošanai. Mēs nenoliedzam sev tējkaroti tējas vai kafijas. Lai teikt, ka šis produkts ir pilnīgi kaitīgs veselībai, tas nav iespējams. Šis produkts ir nepieciešams, lai iestāde varētu:
- uzlabot smadzeņu darbību;
- novērst asins recekļu veidošanos asinsvados;
- stimulējot aknu un liesas funkcijas;
- asinsrites normalizācija smadzenēs un muguras smadzenēs;
- palielināta apetīte un garastāvoklis.
Cilvēks bez cukura nevar būt veselīgs, noteikti. Saldās atmiņas dēļ trūkst uzmanības;
Nav veltīgi, ka skolēni un studenti no rīta, pirms studē vai pārbauda, ir ieteicams dzert glāzi saldas tējas vai ēst šokolādi. Mūsu asinis ir īpaši nepieciešamas cukuram.
Taču papildus noderīgām īpašībām cukurs var radīt un kaitēt organismam:
- svara pieaugums;
- paaugstināts glikozes līmenis asinīs;
- slodze uz aizkuņģa dziedzeri;
- sirds problēmas;
- ādas slimības;
- zobu samazinājums.
Protams, mēs nerunājam par tīru cukuru, bet par produktiem ar tās saturu. Dienas laikā mēs varam ēst nekaitīgu jogurtu, auzu cepumus vai ābolu.
Vai zinājāt, ka saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem cukura daudzums sievietēm ir 25 grami, bet vīriešiem - 37 gadi?
Piemēram, ābols jau satur 10 gramus cukura. Un, ja jūs dzēra glāzi saldas sodas - tas jau pārsniedz jūsu ikdienas prasības.
Tātad, atgriežoties pie jautājuma par to, vai cukurs ir inde, varat atbildēt, kas notiek, ja tas pārsniedz normu. Salds, kas mums nepieciešams, bet saprātīgā daudzumā.
Kas notiek ar cukuru organismā?
Iespējams, ka jums nav asins analīzes par cukuru vairāk nekā vienu reizi, un tāpēc jūs zināt, ka tā līmenim jābūt stabilam. Lai saprastu, kā tas darbojas, es ierosinu apsvērt, kāds cukurs kopumā ir un kas notiek ar to, kad tas ienāk mūsu ķermenī.
Rūpnieciskais cukurs, ko mēs izmantojam kulinārijas vajadzībām, faktiski ir saharoze, ogļhidrāts, kas izgatavots no bietēm vai cukurniedrēm.
Saharoze sastāv no glikozes un fruktozes. Saharoze tiek sadalīta glikozes un fruktozes veidā ne tikai organismā, bet jau mutē, tiklīdz mēs patērējam pārtiku. Sadalīšana notiek siekalu enzīmu ietekmē.
Un tikai tad visas vielas tiek absorbētas asinīs. Glikoze nodrošina ķermeņa enerģijas rezerves. Arī tad, ja organismā tiek uzņemts saharoze, sākas hormona insulīna veidošanās.
Tas savukārt ietekmē glikogēna veidošanos no atlikušās glikozes, kas kalpo par noteiktu enerģijas daudzumu.
Un tagad iedomājieties, ka cilvēks ēd daudz saldu. Daļa no iegūtās glikozes šķelšanas notiek, lai izšķērdētu nepieciešamo enerģiju.
Pārējo sāk ārstēt ar insulīnu. Bet, tā kā ir daudz glikozes, insulīnam nav laika strādāt un palielinās tās intensitāte.
Un tas ir liels aizkuņģa dziedzera slodze. Laika gaitā dziedzera šūnas ir izsmelti un vienkārši nevar ražot pietiekami daudz insulīna. To sauc par diabētu.
Vēl viens saldo mīļotāju apdraudējums ir tas, ka aknās glikozes pārpalikums tiek pārvērsts taukskābēs un glicerīnā, kas tiek nogulsnēti taukos. Vienkāršā valodā cilvēks sāk atgūties, jo viņa ķermenim nav laika tērēt taukus un vienkārši atdala tos.
Kā lietot cukuru veselībai?
Kā jau teicu, ķermenim ir nepieciešams saharoze, bet šis produkts ir jāizmanto pareizi un saprātīgi. Galu galā, pārmērīga mīlestība pret desertiem un konditorejām var izraisīt aptaukošanos, diabētu, problēmas ar kuņģi un sirdi.
Tas un liekais svars, kas uzreiz palielina cilvēka vecumu, padarot viņa izskatu neveselīgu. Tāpēc ir svarīgi iemācīties kontrolēt saldo ēdienu līmeni, kas tiek ēdēts.
- ierobežot, un vēlams noņemiet cukuru tīrā veidā no diētas;
- ēd dabisko saharozi: augļus, ogas, medu, žāvētus augļus, riekstus, dārzeņus;
- gatavojot desertu vai cepot, samaziniet recepti saturošā cukura daudzumu vairākas reizes, un labāk izmantot medu, kokosriekstu vai brūno cukuru, sīrupus, kuru pamatā ir agave, kļava, dabīgais stevijas ekstrakts;
- no rīta ēdiet saldu;
- ja dzerat tēju ar saldumiem vai cepumiem, dzērienam jābūt pikantam.
Turklāt jums ir nepieciešams pārvietot vairāk un dzert vairāk tīra ūdens, lai lieko ogļhidrātu izvadītu no organisma. Ja jūs patiešām vēlaties ēst kādu kūka, ēdiet žāvētas aprikozes vai riekstus.
Un tā, lai organisms nejūtu glikozes un fruktozes trūkumu, dzertu spirulīnu un hlorellu. Šīs divas aļģes ievērojami likvidē tieksmi pēc saldumiem. Kas tas ir, es jums pastāstīšu turpmākajos pantos.
Pievērsiet uzmanību arī produkta veidam. Pasaulē, kas vienkārši neizmanto kā saharozes izejvielu! Un bietes, niedres un bērzu sulas, un pat kļavas sulu!
Mēs izmantojam cukurbiešu rafinēto cukuru. Iepriekšējos rakstos es jau esmu teicis, kā rafinēšana ir bīstama, kāpēc labāk atteikties no šiem produktiem. Ļaujiet man īsi atgādināt jums: rafinēšana ir produkta tīrīšanas process, izmantojot ķīmiskas vielas, piemēram, benzīnu.
Kāds cukurs ir veselīgāks: bietes vai cukurniedres? Noteikti neiespējami teikt, tas viss ir atkarīgs no produkta kvalitātes. Reed mums ir daudz dārgāka, bet tas ir saistīts ar to, ka tas tiek importēts no ārzemēm.
Es iesaku iegādāties neapstrādātu produktu (pat niedru, cukurbietes). To var atpazīt pēc brūnas vai dzeltenas krāsas. Tas nav ļoti jauki, taču tajā ir daudz noderīgu īpašību un vērtīgu minerālu!
Tas ir visi mani dārgie abonenti! Es būtu priecīgs, ja šis raksts ir noderīgs jums un palīdzēs vismaz soli tuvāk veselīgam dzīvesveidam. Lasiet ar labumu, pastāstiet saviem draugiem, bet es ar jums neatvados un drīz es jums pastāstīšu kaut ko interesantu!
Cukurs. Glikozes sadalīšana. Enerģija
L, K. STAROSELTSEVA, Bioloģijas zinātņu doktors
Tiklīdz viņi tagad neizsauc cukuru: balto ienaidnieku, saldo indi un tukšās kalorijas. Kāpēc šis pārtikas produkts ir tik smaga apsūdzība? Lai atbildētu uz šo jautājumu, izskatīsim, kāds cukurs ir un kādu ceļu tas ieņem, kad tas nonāk organismā.
Cukurs tiek ražots, kā zināms, no cukurbietēm vai cukurniedrēm. Pēc ķīmiskā sastāva to klasificē kā ogļhidrātu disaharīdu, kas sastāv no glikozes un fruktozes. Saharoze nesatur ne vitamīnus, ne minerālu sāļus, ne citas bioloģiski aktīvas vielas, kas atrodamas gandrīz visos citos augu un dzīvnieku izcelsmes pārtikas produktos.
Tomēr tas nenozīmē, ka cukuram nav priekšrocību. Glikoze ir nepieciešama smadzeņu audu, aknu, muskuļu uzturā. Lai šie un citi orgāni tiktu pietiekami apgādāti ar glikozi, tā saturam asinīs jābūt nemainīgam: 3,4-5,5 mmol / l vai 60-90 masas%.
Cukurs ir sadalīts glikozes un fruktozes veidā jau mutē ar siekalu fermentu darbību. Caur uevxs.-: "gļotādas šūnas" 1 mutē. un tad tievo zarnu gg -: - :: - g: =.: - ■: uzsūcas asinīs. Beigās
: a_. ': tā = •: ■:;>' pieaug, un tas kalpo kā signāls
insulīna hormona sekrēcija
g, precīzs dziedzeris.
Insulīns stimulē glikokināzes enzīma aktivitāti
.-: -_ = aknu šūnās un veicina /
/ -union uz glikozes fosora molekulām. tā kā tikai šajā (fosforilētajā) formā glikozi šeit var sadalīt aknās, līdz galīgajiem metabolisma produktiem, vienlaikus atbrīvojot enerģiju. Atgādināt, starp citu, apmainoties ar 100 gramiem cukura organismā, atbrīvo 374 kilokalorijas.
Bet ne visas glikozes nekavējoties iet uz enerģijas vajadzībām. Insulīna ietekmē daļa glikozes tiek pārvērsta glikogēnā vielā, kas nogulsnējas galvenokārt aknās. Tā ir rezerve, ko organisms izmanto, lai uzturētu nemainīgu glikozes koncentrāciju asinīs un tādējādi piegādātu to ar orgāniem un audiem.
Tiem, kas ēd daudz saldumu, rodas hiperglikēmija, tas ir, augsts glikozes līmenis asinīs, kas nozīmē palielinātu insulīna sekrēciju, lai izmantotu šo glikozi. Rezultātā Langerhansas aizkuņģa dziedzera saliņu beta šūnas, kas ražo insulīnu, strādā ar pārslodzi. Un, kad tie ir izsmelti un sāk ražot mazāk insulīna, glikozes transformācijas un sadalīšanas procesi tiek traucēti. Un tas var izraisīt diabēta attīstību.
Vēl viens, tikpat nopietns drauds apdraud saldo zobu. Glikozes sadalīšanās un turpmākās konversijas procesā aknās veidojas taukskābes un glicerīns. Taukskābes (dažas no tām ir triglicerīdu veidā un dažas brīvā formā) izdalās asinīs un transportē uz taukaudu depo, piemēram, zemādas taukaudos, un nogulda tur. Ar pārmērīgu cukura uzņemšanu organismā, tauku saturs asinīs (hiperlipidēmija) var palielināties, un tas ir vairāk nogulsnēts tauku depos. Aptaukošanās neizbēgami attīstās. Tā kā gan hiperglikēmija, gan hiperlipidēmija ir apstākļi, kas parasti ir savstarpēji saistīti, diabēts un aptaukošanās bieži iet roku rokā. Un tas nav nejauši, ka aptaukošanās cilvēki ar diabētu slimo biežāk nekā tie, kuriem ir normāls ķermeņa svars.
Cukura pārpalikuma patēriņš pārkāpj visu organismā esošo vielu, tostarp olbaltumvielu, metabolismu. Kad hiperglikēmija nomāc aizkuņģa dziedzera hormona sekrēciju - glikogonu, un tā trūkuma apstākļos proteīnu sadalīšanās aminoskābēs ir neveiksmīga. Olbaltumvielu un ogļhidrātu vielmaiņas pārkāpums kombinācijā ar salu aparāta funkciju traucējumiem mazina organisma aizsargspējas. To apstiprina klīniskie novērojumi, kas liecina par imunitātes samazināšanos pacientiem ar cukura diabētu.
Jūs nedrīkstat iesaistīties saldā veidā arī tāpēc, ka mutes dobumā cukurs kļūst par labvēlīgu vidi baktērijām, kas iznīcina zobu emalju un izraisa zobu bojāšanos.
Cik daudz cukura jūs varat ēst, lai izvairītos no kaitējuma organismam? Kā ieteikusi PSRS Medicīnas zinātņu akadēmijas Uztura institūta speciālisti, ne vairāk kā 50–70 grami dienā, ieskaitot cukuru, kas atrodas saldumos, konditorejas izstrādājumos un saldajos ēdienos. Vecākiem cilvēkiem šis rādītājs ir samazināts līdz 30-50 gramiem. Un tiem, kas tiecas būt liekais svars, nevajadzētu vispār ēst cukuru. Galu galā, glikoze organismā veidojas ne tikai no saharozes, bet arī no aminoskābēm, cietes un taukiem. Tātad cukura trūkums diētā ar pilnīgu sabalansētu uzturu nav bīstams, bet tās pārmērība apdraud katastrofu.
Fermentu darbība cukuru sadalīšanā
Fermenti, kas atbild par cukura molekulu sadalīšanos mūsu ķermeņa gremošanas sistēmā, ir plaši. Katram gremošanas trakta orgānam vai dobumam ir savs šādu enzīmu komplekts. Kāpēc nedarīt nevienu universālu? Un vai tā ir?
Fermentu daudzveidības iemesli
Ir vairāki iemesli, kāpēc tik daudz dažādu fermentu, kas noārda cukurus. Galvenie ir šādi:
1. Daudzveidīgs cukurs dabā.
Pat vismazākās elementāras cukura molekulas patiešām sastāv no diezgan daudziem atomiem. To atrašanās vieta ir tikai nedaudz mainījusies, jo cukurs būtiski maina tās īpašības. Un katrai rūpnīcai ir savs īpašais šo vielu veids. Un katram ķermeņa tipam ir jābūt savam enzīmam.
2. Dažādu mazu molekulu savienojumi lielos.
Pat tās pašas cukura molekulas, kas atšķirīgi apvienojas ķēdēs, veido dažādus polisaharīdus. Piemēram, ciete un glikogēns ir lielas glikozes molekulu ķēdes, bet tās sadalās pēc fermentu darbības dažādos veidos.
3. Atšķirības cukuru veidā, kas iet caur dažādiem orgāniem.
Ja cukurs iekļūst mutes dobumā ļoti garas ķēdes veidā vienā un tajā pašā cietē vai glikogēnā, tad jau zarnās paliek tikai nelielas molekulas, kurām nepieciešama viņu pašu pieeja. Un, pateicoties ilgam vēsturiskajam paradumam patērēt lielu daudzumu augu pārtikas, mūsu ķermenis ir iemācījies ražot dažādus fermentus, lai noārdītu lielāko daļu cukuru.
Cukuru ceļš organismā
Sākotnēji, vienreiz organismā, cukuru sāk apstrādāt ar mutes enzīmu siekalām-siekalām amilāzi. Šeit tās ir garas un nesagremojamas daudzu atsevišķu molekulu ķēdes. Enzīmu darbība mutes dobumā pakāpeniski iznīcina visu to saikni. Tā rezultātā liela molekula pakāpeniski sadalās tās sastāvdaļās.
Kuņģim ir arī sava - kuņģa amilāze, un tas norāda, ka cukura ķēžu atdalīšanas process turpinās šeit. Vienīgais šāds polisaharīds, kas mūsu organismā vispār nav sagremots un nav uzņēmīgs pret fermentu darbību, ir celuloze. Tas iet caur cilvēka gremošanas traktu, spēlē nozīmīgu lomu zarnu tonusa saglabāšanā. Bet termīti zarnās ir baktērijas, kurām ir savi fermenti celulozes sagremošanai. Fermentu darbība ļauj šiem kukaiņiem ēst labi vecu koksni un dažādus augu atliekas.
Bet jau cukura zarnās nokļūst kā atsevišķas, mazas saharozes, maltozes un laktozes molekulas. Šie cukuri sastāv no divām elementārām molekulām. Maltoze, piemēram, no divām glikozes molekulām un saharozes - no glikozes un fruktozes. Un šajās divās molekulās tievajās zarnās sāk darboties īpaši fermenti, ko sauc par paša cukura nosaukumu - maltāzi, laktāzi, saharozi.
Un jau mazākās, atsevišķās molekulas brīvi absorbē zarnas, iekļūst asinīs un tiek pārnesti uz visām ķermeņa šūnām, kur no tām tiek ģenerēta enerģija jebkuram procesam. Tā rezultātā ķermenis principā nevar pārvaldīt ar kādu cukura fermentu, bet liels daudzums no tiem ļauj efektīvi apstrādāt lielāko daļu pārtikas.
31. Glikolīze
to sauc par reakciju secību, kā rezultātā:
a) cietes un. t
glikogēns ir sadalīts līdz glikozei;
b). glikoze
sadalītas divās piruvīnskābes (PVC) molekulās;
in). glikoze
sadalās divās pienskābes molekulās;
d). glikoze
sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī.
32. Glikolīzes reakcijas
plūsma:
a) matricā
mitohondriju aerobos apstākļos;
b). par krista mitohondrijām
aerobos apstākļos;
in). lizosomās
anaerobos apstākļos;
d). lizosomās
aerobos apstākļos.
33. Neto neto ATP. T
glikolīzes reakcijas, sadalot vienu glikozes molekulu, ir
molekulas:
34.Kad aerobā elpošana PVK
(glikozes sadalīšanas produkts) oksidējas uz:
a) oglekļa dioksīds un ūdens;
b) etilspirts un
oglekļa dioksīds;
c) piena skābe un ogļskābe
gāze;
g) piena skābe un
oglekļa dioksīdu vai etilspirtu un oglekļa dioksīdu.
35.Ar anaerobu elpošanu
PVK pārvēršas par:
a) oglekļa dioksīds un ūdens;
b) etilspirts un
oglekļa dioksīds;
c) piena skābe un
oglekļa dioksīds;
d). pienskābe un
oglekļa dioksīdu vai etilspirtu un oglekļa dioksīdu.
36.Reakcijas cikls
trikarboksilskābes (Krebsa cikls). plūsma šūnā:
a) mitohondriju matricā
aerobos apstākļos;
b) par mitohondriju
aerobos apstākļos;
c) lizosomās
anaerobie apstākļi;
d) lizosomās ar aerobu
nosacījumiem.
37. ATP skaits,
veidojas ciklā; trikarboksilskābes vienas molekulas oksidēšanā
glikoze ir molekulās:
38. Elpošanas enzīmi
ķēdes, kas nodrošina oksidatīvās fosforilācijas reakcijas, t
atrodas:
b) mitohondrijā;
c) uz ārējās membrānas
mitohondriji;
d) uz iekšējā krista
mitohondriju membrāna.
39. ATP summa,
Viena molekula oksidācijas laikā veidojas enzīmu elpošanas ķēdē
glikoze ir molekulās:
40. ATP kopējais apjoms,
veidojas aerobās elpošanas laikā, pateicoties pilnīgai oksidācijai
molekulās ir:
Glikogēns: izglītība, reģenerācija, sadalīšana, funkcija
Glikols ir dzīvnieku rezerves ogļhidrāts, kas sastāv no liela glikozes atlikumu daudzuma. Glikogēna piegāde ļauj ātri aizpildīt glikozes trūkumu asinīs, tiklīdz tas pazeminās, glikogēna šķelšanās un brīvā glikoze iekļūst asinīs. Cilvēkiem glikoze galvenokārt tiek uzglabāta kā glikogēns. Šūnām nav izdevīgi uzglabāt atsevišķas glikozes molekulas, jo tas būtiski palielinātu osmotisko spiedienu šūnā. Savā struktūrā glikogēns atgādina cieti, tas ir, polisaharīdu, ko galvenokārt uzglabā augi. Ciete satur arī glikozes atlikumus, kas ir saistīti viens ar otru, tomēr glikogēna molekulās ir daudz vairāk filiāļu. Augstas kvalitātes reakcija uz glikogēnu - reakcija ar jodu - dod brūnu krāsu, atšķirībā no joda reakcijas ar cieti, kas ļauj iegūt purpura krāsu.
Glikogēna ražošanas regulēšana
Glikogēna veidošanās un sadalīšanās regulē vairākus hormonus, proti:
1) insulīns
2) glikagons
3) adrenalīns
Glikogēna veidošanās notiek pēc tam, kad paaugstinās glikozes koncentrācija asinīs: ja ir daudz glikozes, tas jāglabā nākotnē. Glikozes uzņemšanu šūnās galvenokārt regulē divi hormonu antagonisti, tas ir, hormoni ar pretēju efektu: insulīns un glikagons. Abi hormoni tiek izdalīti aizkuņģa dziedzera šūnās.
Ņemiet vērā: vārdi "glikagons" un "glikogēns" ir ļoti līdzīgi, bet glikagons ir hormons, un glikogēns ir rezerves polisaharīds.
Insulīnu sintezē, ja asinīs ir daudz glikozes. Tas parasti notiek pēc tam, kad persona ir ēdusi, īpaši, ja ēdiens ir bagāts ar ogļhidrātu (piemēram, ja ēdat miltus vai saldu ēdienu). Visi ogļhidrāti, kas atrodas pārtikā, ir sadalīti monosaharīdos, un jau šajā formā tiek absorbēti caur zarnu sienām asinīs. Tādējādi glikozes līmenis palielinās.
Kad šūnu receptori reaģē uz insulīnu, šūnas absorbē glikozi no asinīm, un tā līmenis atkal samazinās. Starp citu, tas ir iemesls, kāpēc diabēts - insulīna trūkums - ir figurāli saucams par „pārpilnības badu”, jo asinīs pēc ogļhidrātu bagātas pārtikas ēšanas parādās daudz cukura, bet bez insulīna šūnas nevar to absorbēt. Daļa glikozes šūnu tiek izmantota enerģijai, un atlikušie tiek pārvērsti taukos. Aknu šūnas izmanto glikozes, kas absorbē glikogēnu, sintezēšanai. Ja asinīs ir maz glikozes, notiek pretējs process: aizkuņģa dziedzeris izdalās no glikagona hormona, un aknu šūnas sāk sadalīt glikogēnu, atbrīvojot glikozi asinīs vai atkal sintēzējot glikozi no vienkāršākām molekulām, piemēram, pienskābes.
Adrenalīns izraisa arī glikogēna sabrukumu, jo visa šī hormona darbība ir vērsta uz ķermeņa mobilizāciju, sagatavojot to "hit vai palaist" reakcijas veidam. Un tas ir nepieciešams, lai glikozes koncentrācija kļūtu augstāka. Tad muskuļi to var izmantot enerģijai.
Tādējādi pārtikas uzsūkšanās izraisa hormona insulīna izdalīšanos asinīs un glikogēna sintēzi, un bads noved pie hormona glikagona atbrīvošanās un glikogēna sadalīšanās. Adrenalīna atbrīvošanās, kas notiek stresa situācijās, izraisa arī glikogēna sadalīšanos.
Kas ir glikogēns, ko sintezē no?
Glikozes-6-fosfāts kalpo kā substrāts glikogēna vai glikogenogēzes sintēzei, kā tas citādi tiek saukts. Tā ir molekula, kas iegūta no glikozes pēc tam, kad fosforskābes atlikums ir pievienots sestajam oglekļa atomam. Glikoze, kas veido glikozes-6-fosfātu, iekļūst aknās no asinīm un no zarnu asinīm.
Vēl viena iespēja ir iespējama: glikozi var atkārtoti sintezēt no vienkāršākiem prekursoriem (pienskābe). Šajā gadījumā glikoze no asinīm iekļūst, piemēram, muskuļos, kur tā tiek sadalīta pienskābē, atbrīvojot enerģiju, un tad uzkrāto pienskābi transportē uz aknām, un aknu šūnas sintēzē no tās glikozi. Pēc tam šo glikozi var pārvērst glikozes-6-fosfotos un tālāk, pamatojoties uz glikogēna sintēzi.
Glikogēna veidošanās posmi
Tātad, kas notiek glikogēna sintēzes procesā no glikozes?
1. Pēc fosforskābes atlikuma pievienošanas glikoze kļūst par glikozes-6-fosfātu. Tas ir saistīts ar heksokināzes fermentu. Šim fermentam ir vairākas atšķirīgas formas. Heksokināze muskuļos nedaudz atšķiras no heksokināzes aknās. Šī enzīma forma, kas atrodas aknās, ir sliktāk saistīta ar glikozi, un reakcijas laikā veidojies produkts neinhibē reakciju. Sakarā ar to, aknu šūnas spēj absorbēt glikozi tikai tad, ja tās ir daudz, un es varu nekavējoties pārvērst daudz substrāta uz glikozes-6-fosfātu, pat ja man nav laika to apstrādāt.
2. Feroglukomutāzes enzīms katalizē glikozes-6-fosfāta konversiju uz tā izomēru, glikozes-1-fosfātu.
3. Rezultātā iegūtais glikozes-1-fosfāts apvienojas ar uridīna trifosfātu, veidojot UDP-glikozi. Šo procesu katalizē UDP-glikozes pirofosforilāzes enzīms. Šī reakcija nevar turpināties pretējā virzienā, tas ir, ir neatgriezeniska tajos apstākļos, kas atrodas šūnā.
4. Glikogēna sintāzes enzīms pārnes glikozes atlikumu uz jauno glikogēna molekulu.
5. Glikogēna fermentējošais enzīms pievieno filiāles punktus, veidojot glikogēna molekulā jaunas filiāles. Vēlāk šīs filiāles beigās pievieno glikozes atlikumus, izmantojot glikogēna sintēzi.
Kur ir pēc glikogēna uzglabāšanas?
Glikogēns ir dzīvībai nepieciešamais rezerves polisaharīds, un tas tiek uzglabāts nelielu granulu veidā, kas atrodas dažu šūnu citoplazmā.
Glikogēns uzglabā šādus orgānus:
1. Aknas. Glikogēns ir diezgan bagāts aknās, un tas ir vienīgais orgāns, kas izmanto glikogēna piegādi, lai regulētu cukura koncentrāciju asinīs. Līdz 5-6% var būt glikogēns no aknu masas, kas aptuveni atbilst 100-120 gramiem.
2. Muskuļi. Muskuļos glikogēna krājumi ir mazāk procentos (līdz 1%), bet kopā, pēc svara, tie var pārsniegt visu aknās uzglabāto glikogēnu. Muskuļi neizdala glikozi, kas veidojas pēc glikogēna sadalīšanās asinīs, tās izmanto tikai savām vajadzībām.
3. Nieres. Viņi atrada nelielu daudzumu glikogēna. Vēl mazāki daudzumi tika konstatēti glielu šūnās un leikocītos, tas ir, baltās asins šūnās.
Cik ilgi glikogēns uzglabā?
Organisma būtiskās aktivitātes procesā glikogēns tiek sintezēts diezgan bieži, gandrīz katru reizi pēc ēšanas. Ķermenim nav jēgas uzglabāt milzīgus glikogēna daudzumus, jo tās galvenā funkcija nav kalpot kā barības vielu donors tik ilgi, cik vien iespējams, bet regulēt cukura daudzumu asinīs. Glikogēna krātuves ilgst aptuveni 12 stundas.
Salīdzinājumam, uzglabātie tauki:
- Pirmkārt, tiem parasti ir daudz lielāka masa nekā uzglabātā glikogēna masai,
- otrkārt, tās var būt pietiekamas vienam mēnesim.
Turklāt ir vērts atzīmēt, ka cilvēka ķermenis var pārvērst ogļhidrātus taukos, bet ne otrādi, ti, uzglabāto tauku nevar pārvērst glikogēnā formā, to var izmantot tikai enerģijai. Bet, lai nojauktu glikogēnu uz glikozi, tad iznīcina pati glikoze un izmanto iegūto produktu tauku, ko cilvēka ķermenis ir diezgan spējīgs, sintēzei.
Aerobā un anaerobā glikolīze. Kāda ir viņu loma cilvēka ķermeņa dzīvē?
Lai saprastu, kas ir glikolīze, ir jāatsaucas uz grieķu terminoloģiju, jo šis termins ir iegūts no grieķu vārdiem: glikozi - saldu un līzi - sadalīšanu. Nosaukums glikoze nāk no vārda Glycos. Tādējādi šis termins attiecas uz glikozes piesātinājuma procesu ar skābekli, kā rezultātā viena saldās vielas molekula iedalās divās piruvīnskābes mikroporcijās. Glikolīze ir bioķīmiska reakcija, kas notiek dzīvās šūnās un kuras mērķis ir sadalīt glikozi. Glikozes sadalīšanai ir trīs iespējas, un viena no tām ir aerobā glikolīze.
Šis process sastāv no vairākām starpposma ķīmiskām reakcijām, kam seko enerģijas izdalīšanās. Šī ir glikolīzes galvenā būtība. Atbrīvotā enerģija tiek iztērēta dzīvā organisma vispārējai dzīvībai. Vispārējā glikozes sadalīšanas formula ir šāda:
Glikoze + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 piruvāts + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O
Glikozes aerobo oksidāciju ar turpmāko sešu oglekļa molekulu sadalīšanu veic ar 10 starpposma reakcijām. Pirmās 5 reakcijas apvieno preparāta sagatavošanas fāzi un turpmākās reakcijas ir vērstas uz ATP veidošanos. Reakciju laikā veidojas cukuru un to atvasinājumu stereoskopiskie izomēri. Galvenā enerģijas uzkrāšanās šūnās notiek otrajā fāzē, kas saistīta ar ATP veidošanos.
Oksidatīvās glikolīzes stadijas. 1. posms.
Aerobā glikolīzē ir 2 fāzes.
Pirmais posms ir sagatavošanās posms. Tajā glikoze reaģē ar 2 ATP molekulām. Šī fāze sastāv no piecām secīgām bioķīmisko reakciju stadijām.
1. posms. Glikozes fosforilēšana
Fosforilēšanu, tas ir, fosforskābes atlieku pārnešanas procesu pirmajā un turpmākajās reakcijās veic anhidridefosforskābes molekulas.
Pirmajā posmā fosforskābes atlikumi no adifosfāta molekulām tiek pārnesti uz glikozes molekulāro struktūru. Procesa laikā iegūst glikozes-6-fosfātu. Heksokināze darbojas kā katalizators, paātrinot procesu, izmantojot magnija jonus, kas darbojas kā kofaktors. Magnija joni ir iesaistīti citās glikolīzes reakcijās.
2. posms. Glikozes-6-fosfāta izomēra veidošanās
Otrajā posmā glikozes-6-fosfāta izomerizācija ir fruktozes-6-fosfāts.
Izomerizācija ir vienāda svara vielu veidošanās, ķīmisko elementu sastāvs, bet ar atšķirīgām īpašībām, jo molekulā ir atšķirīgs atomu izvietojums. Vielu izomerizācija notiek ārējo apstākļu ietekmē: spiediens, temperatūra, katalizatori.
Šajā gadījumā process tiek veikts ar fosfoglukozes izomerāzes katalizatora darbību, piedaloties Mg + joniem.
3. solis. Fruktozes-6-fosfāta fosforilēšana
Šajā posmā fosforilgrupa ir pievienota ATP. Process tiek veikts, piedaloties fermentam fosofruktokināze-1. Šis enzīms ir paredzēts tikai līdzdalībai hidrolīzē. Reakcijas rezultātā tiek iegūti fruktozes-1,6-bisfosfāti un nukleotīdu adhezofosfāts.
ATP ir adezintripfosfāts, kas ir unikāls enerģijas avots dzīvā organismā. Tā ir samērā sarežģīta un apgrūtinoša molekula, kas sastāv no ogļūdeņraža, hidroksilgrupām, slāpekļa un fosforskābes grupām ar vienu brīvu saiti, kas savākta vairākās cikliskās un lineārās struktūrās. Enerģijas izdalīšanās notiek fosforskābes atlieku mijiedarbības rezultātā ar ūdeni. ATP hidrolīzi papildina fosforskābes veidošanās un 40-60 J enerģijas izdalīšanās, ko organisms iztērē iztikas līdzekļiem.
Bet pirms glikozes fosforilācijas vajadzētu notikt uz Adesintriphosfāta molekulas rēķina, tas ir, fosforskābes atlikuma pārnese uz glikozi.
4. solis. Fruktozes-1,6-difosfāta sadalīšanās
Ceturtajā reakcijā fruktozes-1,6-difosfāts sadalās divās jaunās vielās.
- Dioksiacetona fosfāts, t
- Gliceraldaldehīda-3-fosfāts.
Šajā ķīmiskajā procesā kā katalizators darbojas aldolāze, enzīms, kas iesaistīts enerģijas metabolismā un nepieciešams vairāku slimību diagnosticēšanai.
5. solis. Triosfosfāta izomēru veidošanās
Visbeidzot, pēdējais process ir triozes fosfātu izomerizācija.
Glicerald-3-fosfāts turpinās piedalīties aerobās hidrolīzes procesā. Un otrais komponents, dioksiacetona fosfāts, piedaloties fermenta triosofosfāta izomerāzei, tiek pārveidots par gliceraldehīda-3-fosfātu. Bet šī transformācija ir atgriezeniska.
2. fāze. Adesīna trifosfāta sintēze
Šajā glikolīzes posmā bioķīmiskā enerģija tiks uzkrāta kā ATP. Adesīna trifosfāts tiek veidots no adesīna difosfāta fosforilācijas dēļ. Un arī izveidoja NADH.
Saīsinājums NADH ir ļoti sarežģīts un grūti atcerams, jo tas nav specializēts - Nikotinamīda adenīna dinukleotīds. NADH ir koenzīms, kas nav olbaltumvielu savienojums, kas iesaistīts dzīvas šūnas ķīmiskajos procesos. Tas pastāv divos veidos:
- oksidēts (NAD +, NADox);
- atjaunota (NADH, NADred).
Metabolismā NAD piedalās redoksreakcijās, kas transportē elektronus no viena ķīmiskā procesa uz citu. Ziedojot vai pieņemot elektronu, molekula tiek pārveidota no NAD + uz NADH un otrādi. Dzīvos organismos NAD iegūst no triptofāna vai aspartāta aminoskābēm.
Divas gliceraldehīda-3-fosfāta mikrodaļiņas tiek pakļautas reakcijām, kuru laikā veidojas piruvāts un 4 ATP molekulas. Bet gala adezintripfosfāta iznākums būs 2 molekulas, jo divas tiek izlietotas sagatavošanas fāzē. Process turpinās.
6. solis - gliceraldehīda-3-fosfāta oksidēšanās
Šajā reakcijā notiek oksidēšanās un gliceraldehīda-3-fosfāta fosforilācija. Rezultāts ir 1,3-difosoglicerīnskābe. Glikeraldehīda-3-fosfāta dehidrogenāze ir iesaistīta reakcijas paātrināšanā.
Reakcija notiek ar enerģiju, kas saņemta no ārpuses, tāpēc to sauc par endergonisku. Šādas reakcijas notiek paralēli exergonic, tas ir, attīstās, dodot enerģiju. Šajā gadījumā šī reakcija ir šāds process.
7. solis. Fosfātu grupas pārvietošana no 1,3-difosoglicerāta uz adesīna difosfātu
Šajā starpposma reakcijā fosforilgrupu pārnes ar 1,3-difosoglicerāta fosflicerāta kināzi uz adezīna difosfātu. Rezultāts ir 3-fosfoglicerāts un ATP.
Fosforlicerāta kināzes enzīms ieguva savu nosaukumu, lai spētu katalizēt reakcijas abos virzienos. Šis enzīms arī transportē fosfāta atlikumu no adhesiīna trifosfāta uz 3-fosficerātu.
6. un 7. reakcija bieži tiek uzskatīta par vienu procesu. 1,3-difosoglicerāts tiek uzskatīts par starpproduktu. Kopā 6. un 7. reakcija izskatās šādi:
Gliceraldehīda-3-fosfāts + ADP + Pi + NAD + ⇌3-fosfoglicerāts + ATP + NADH + H +, ΔG′o = -12,2 kJ / mol.
Kopumā šie divi procesi atbrīvo daļu enerģijas.
8. solis. Fosforilgrupas pārnešana no 3-fosficerāta.
2-fosfoglicerāta ražošana ir atgriezenisks process, kas notiek fosflicerāta mutāzes enzīma katalītiskajā darbībā. Fosforilgrupa tiek pārnesta no 3-fosfoglicerāta divvērtīgā oglekļa atoma uz 2-fosfoglicerāta trīsvērtīgo atomu, kā rezultātā veidojas 2-fosfoglicerīnskābe. Reakcija notiek ar pozitīvi uzlādētu magnija jonu līdzdalību.
9. solis. Ūdens izolēšana no 2-fosfoglicerāta
Šī reakcija pēc būtības ir otrā glikozes sadalīšanas reakcija (pirmā bija reakcija uz 6. soli). Tajā fosfiriruvāta hidratāzes enzīms stimulē ūdens izvadīšanu no C atoma, tas ir, izdalīšanas procesu no 2-fosfoglicerāta molekulas un fosfololpiruvāta (fosfololola piruvīnskābes) veidošanās.
10. un pēdējais solis. Fosfāta atlikumu pārvietošana no FEP uz ADP
Galīgajā glikolīzes reakcijā ir iesaistīti koenzīmi - kālijs, magnija un mangāns, fermentu piruvāta kināze darbojas kā katalizators.
Pirovīnskābes enola formas transformācija keto formā ir atgriezenisks process, un abos izomēros atrodas šūnās. Izometrisko vielu pārejas procesu no vienas uz otru sauc par tautomerizāciju.
Kas ir anaerobā glikolīze?
Kopā ar aerobo glikolīzi, tas ir, glikozes dalīšanu ar O2 piedalīšanos, ir arī tā sauktais glikozes anaerobais sadalījums, kurā nav iesaistīts skābeklis. Tas sastāv arī no desmit secīgām reakcijām. Bet kur ir glikolīzes anaerobais posms, vai tas ir saistīts ar glikozes skaldīšanas procesiem, vai tas ir neatkarīgs bioķīmiskais process, mēģināsim to izdomāt.
Anaerobā glikolīze ir glikozes sadalīšanās bez skābekļa veidošanās laktāta veidošanai. Bet pienskābes veidošanās procesā NADH šūnā nesakrīt. Šis process tiek veikts audos un šūnās, kas darbojas skābekļa bada apstākļos - hipoksijā. Šie audi galvenokārt ietver skeleta muskuļus. Eritrocītos, neskatoties uz skābekļa klātbūtni, arī glikolīzes laikā veidojas laktāts, jo asins šūnās nav mitohondriju.
Anaerobā hidrolīze notiek šūnu citozolā (citoplazmas šķidrā daļa) un ir vienīgā darbība, kas ražo un piegādā ATP, jo šajā gadījumā oksidatīvā fosforilācija nedarbojas. Oksidatīviem procesiem ir nepieciešams skābeklis, bet tas nav anaerobā glikolīzē.
Gan piruviskā, gan pienskābe kalpo kā enerģijas avots muskuļiem, lai veiktu noteiktus uzdevumus. Skābes pārpalikums iekļūst aknās, kur fermentu iedarbībā tas atkal tiek pārveidots par glikogēnu un glikozi. Un process sākas no jauna. Glikozes trūkumu papildina uzturs - cukura, saldo augļu un citu saldumu izmantošana. Tāpēc skaitļa dēļ nav iespējams pilnīgi atteikties no salda. Saharoze ir nepieciešama ķermenim, bet ar mēru.
Glikolīze. Glikozes aerobās oksidēšanās. Glikologēzes glikolīze
Glikolīze ir komplekss glikozes sadalīšanas process divās piruvāta (aerobās glikolīzes) molekulās vai divās laktāta molekulās (anaerobā glikolīze, kas notiek bez skābekļa patēriņa).
Anaerobās glikolīzes kopējais vienādojums:
Glikozes pienskābe
Glikolīzes funkcijas visās dzīvajās šūnās. Visi fermenti ir lokalizēti citozolā, veidojot multienzīma kompleksu.
Glikolīze tiek veikta divos posmos.
I. Sagatavošanas stadija ir glikozes sadalīšanās dichotomija divās gliceraldehīda-3-fosfāta molekulās. Pārveidojumiem ir 2 ATP izmaksas.
Ii. Glikolītiskās oksidācijas samazināšanas stadija ir gliceraldehīda-3-fosfāta konversija uz laktātu. Ietver redoksu reakcijas un fosforilācijas reakcijas, pievienojot ATP.
Otrajā posmā oksidējas divas gliceraldehīda-3-fosfāta molekulas, tāpēc reakcijā pirms substrāta formulas jānosaka koeficients 2.
Anaerobos apstākļos NADH oksidēšanās. Laktāta dehidrogenāzes reakcijā notiek H +, kas samazināts gliceraldehīda fosfāta dehidrogenāzes reakcijā. Aerobos apstākļos NADH. H + oksidē ar skābekli, piedaloties elpošanas ķēdes enzīmiem, un šajā procesā izdalītā enerģija tiek izmantota, lai sintezētu 1,5 vai 2,5 molus ATP (atkarībā no glikolītiskās NADH transportēšanas shēmas mehānisma. H + uz mitohondrijām).
Glikolīzes enerģijas bilance ir divas ATP molekulas uz vienu glikozes molekulu. Glikolīzes pirmajā posmā tiek patērētas divas ATP molekulas, lai aktivizētu substrātu (heksokināzes un fosfofruktokināzes reakcijās). II stadijā tiek veidotas četras ATP molekulas (fosfoglicerāta kināzes un piruvāta kināzes reakcijās). ATP sintēzi veic ar substrāta fosforilāciju.
Galvenie glikolīzes fermenti:
1. Heksokināze ir regulējošs enzīms glikolīzei ekstrahepatiskajās šūnās. Glikozes-6-fosfāts inhibē heksokināzi. Glikokināze ir regulējošs enzīms glikolīzei hepatocītos. Glikokināzes sintēzi izraisa insulīns.
2. Phosphofructokinase-1. Tas ir galvenais galvenais enzīms, kas katalizē reakciju, kas ierobežo visa procesa ātrumu (lēnāko reakciju). Enzīmu sintēzi inducē insulīns. Allosteric aktivatori - AMP, ADP, fruktozes-2,6-difosfāts. Fruktozes 2,6-difosfāta līmenis palielinās insulīna iedarbības ietekmē un samazinās glikagona iedarbībā. Allosterīnie inhibitori - ATP, citrāts.
3. Piruvāta kināze. Enzīms ir aktīvs nefosforilētā formā. Glikagons (hepatocītos) un adrenalīns (miocītos) stimulē fermenta fosforilāciju un tādējādi inaktivē fermentu. Insulīns, gluži pretēji, stimulē fermenta defosforilāciju un tādējādi aktivizē fermentu. Allosteric aktivators - Фр-1,6-ФФ. Allosteric inhibitors - ATP, acetil-CoA. Enzīmu sintēze izraisa insulīnu.
Glikolīzes bioloģiskā nozīme:
1. ATP ģenerēšana. Glikolīze ir vienīgais šūnu process, kas ražo ATP bez skābekļa patēriņa. Šūnas, kurām ir maz vai nav mitohondriju, saņem ATP tikai glikolīzes laikā.
Glikolīzes vērtība sarkanajām asins šūnām. Glikolīze ir vienīgais process, kas ražo ATP sarkanās asins šūnās un uztur to integritāti un darbību.
Iedzimtu piruvāta kināzes defektu pavada hemolītiskā anēmija. Šajā patoloģijā sarkanās asins šūnas ir no 5 līdz 25% no normālās piruvāta kināzes aktivitātes, un tāpēc glikolīzes ātrums ir zems.
Eritrocītu glikolīzes starpprodukts 2,3-difosoglicerāts (2,3-DFG) pazemina hemoglobīna afinitāti attiecībā uz skābekli, veicinot skābekļa izdalīšanos no oksihemoglobīna un tā pāreju uz audiem. Glikolīzes pārkāpumi sarkanās asins šūnās var ietekmēt skābekļa transportu. Tādējādi ar heksokināzes deficītu novēro 2,3-DFG līmeņa pazemināšanos un neparasti augstu hemoglobīna afinitāti attiecībā uz skābekli. Savukārt, ja piruvāta kināze ir nepilnīga, 2,3-FGH saturs ir divreiz lielāks nekā normāli, kā rezultātā hemoglobīna afinitāte ir zema.
2. Vai ogļūdeņražu radikāļu avots šūnu biosintēzes procesos: