Keemilisest seisukohast on glükoosiks kuue süsinikuaatomiga suhkur, mis kuulub seega heksooside kategooriasse.
Enamik toitumises sisalduvaid kompleksseid suhkruid on jagatud ja redutseeritud glükoosiks ja muudeks lihtsateks süsivesikuteks.
Glükoos saadakse paljude süsivesikute, sealhulgas sahharoosi, maltoosi, tselluloosi, tärklise ja glükogeeni hüdrolüüsi teel.
Maks on võimeline muutma teisi lihtsaid suhkruid, näiteks fruktoosi, glükoosiks.
Alates glükoosist on võimalik sünteesida kõik organismi ellujäämiseks vajalikud süsivesikud.
Glükoosi taset veres ja kudedes reguleerivad täpselt mõned hormoonid (insuliin ja glükagoon); liigset glükoosi hoitakse mõnedes kudedes, sealhulgas lihastes, glükogeeni kujul.
In Sügavus:
- glükoos toiduna (dekstroos)
- vere glükoosisisaldus (vere glükoosisisaldus)
- glükoos uriinis (glükosuuria)
- GLUT glükoosi transportijad
- Muudetud glükoositaluvus
- OGTT Suukaudse glükoosi koormuskatse
- Alaniini glükoositsükkel
- glükoosisiirup
Glikolüüs
Oluline rakulise ainevahetuse rada, mis vastutab glükoosi muundamise eest lihtsamateks molekulideks ja energia tootmiseks adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul.
Glükolüüs on keemiline protsess, milles glükoosimolekul jagatakse kaheks püroviinhappe molekuliks; see reaktsioon toob kaasa energia tootmise, mida säilitatakse 2 ATP molekulis.
Glükolüüsi eripära on see, et see on võimeline toimuma nii hapniku juuresolekul kui ka ilma, isegi kui teisel juhul toodetakse väiksemat kogust energiat.
- Aeroobsetes tingimustes võivad püroviinhappemolekulid siseneda Krebsi tsüklisse ja läbida rea reaktsioone, mis määravad nende täieliku lagunemise süsinikdioksiidiks ja veeks
- Anaeroobsetes tingimustes lagunevad püroviinhappe molekulid fermentatsiooniprotsessi käigus teisteks orgaanilisteks ühenditeks, näiteks piimhappeks või äädikhappeks.
Glükolüüsi faasid
Peamised glükolüüsi protsessi iseloomustavad sündmused on:
glükoosi fosforüülimine: glükoosimolekulile lisatakse kaks fosfaadirühma, mis saadakse kahe ATP molekuli poolt, mis omakorda muutuvad ADP-ks. Seega moodustub glükoosi 1, 6-difosfaat;
muundamine 1, 6-difosfaadiks : glükoos-1, 6-difosfaat muundatakse fruktoos-1, 6-difosfaadiks, kuue süsinikuaatomiga vaheühendiks, mis omakorda jaguneb kaheks lihtsamaks ühendiks, millest igaüks sisaldab kolm süsinikuaatomit: dihüdroksüatsetoonfosfaat ja glütseraldehüüdi 3-fosfaat. Dihüdroksüatsetoonfosfaat muudetakse teiseks glütseraldehüüdi 3-fosfaadi molekuliks;
püruviinhappe moodustumine : mõlemad kolm süsinikuaatomit sisaldavad ühendid on mõlemad muundatud 1, 3-difosfoglütseraathappeks; seejärel fosfoglütseraadis; seejärel fosfoenolpüruvaadis; lõpuks, kahes püroviinhappe molekulis.
Nende reaktsioonide käigus sünteesitakse neli ATP ja 2 NADH molekuli.
Olukorra tasakaal
Glükoosi analüüs alates glükoosimolekulist võimaldab saada:
- 2 ATP molekuli netotoodang
- ühendi, NADH (nikotiinamiidadeniindinukleotiid) 2 molekuli moodustamine, mis toimib energia kandjana.
Glükolüüsi tähtsus
Elusolendites on glükolüüs energiatootmise metaboolsete radade esimene etapp; see võimaldab kasutada glükoosi ja muid lihtsaid suhkruid, nagu fruktoos ja galaktoos. Inimestel on mõnedel kudedel, millel on tavaliselt hapniku puudulikkuse korral tavaliselt aeroobne ainevahetus, võime saada anaeroobse glükolüüsi abil energiat. See esineb näiteks pingelises ja pikemaajalises füüsilises pingutuses allutatud lihaskoes. Sel moel võimaldab energiatootmise süsteemi paindlikkus, mis võib järgida erinevaid keemilisi teid, võimaldada kehal oma vajadusi rahuldada. Siiski ei suuda kõik kangad taluda hapniku puudumist; näiteks südamelihase võime glükolüüsi teostada on väiksem, seetõttu on anaeroobsetele tingimustele raskem taluda.
rohkem glükolüüsi kohta »
Anaeroobne glükolüüs
Anaeroobsetes tingimustes (hapnikupuudus) muundatakse püruvaat kaheks piimhappe molekuliks, vabastades energia ATP kujul.
See protsess, mis toodab 2 ATP molekuli, ei saa püsida kauem kui 1 või 2 minutit, sest piimhappe akumulatsioon tekitab väsimustunnet ja takistab lihaste kokkutõmbumist.
Hapniku juuresolekul muundub moodustunud piimhape püroveenhappeks, mis seejärel metaboliseerub tänu Krebsi tsüklile.
Krebsi tsükkel
Rühma keemilisi reaktsioone, mis toimuvad raku sees hingamisprotsessi ajal. Need reaktsioonid vastutavad molekulide muundamise eest glükolüüsist süsinikdioksiidiks, veeks ja energiaks. Seda protsessi, mida eelistab seitse ensüümi, nimetatakse ka trikarboksüülhapete või sidrunhappe tsükliks. Krebsi tsükkel on aktiivne kõigis loomades, kõrgemates taimedes ja enamikus bakterites. Eukarüootsetes rakkudes toimub tsükkel raku organismis, mida nimetatakse mitokondriteks. Selle tsükli avastamise põhjuseks on Briti biokeemik Hans Adolf Krebs, kes 1937. aastal kirjeldas peamisi samme.
PEAMISED REAKTSIOONID
Glükolüüsi lõpus moodustatakse kaks püruvaadi molekuli, mis sisenevad mitokondritesse ja transformeeruvad atsetüülrühmadeks. Iga atsetüülrühm, mis sisaldab kahte süsinikuaatomit, seondub koensüümiga, moodustades ühendi nimega atsetüül-koensüüm A.
See omakorda ühendab molekuli, millel on neli süsinikuaatomit, oksalatsetaati, et moodustada kuue süsinikuaatomiga ühend, sidrunhape. Tsükli järgnevates etappides muudetakse sidrunhappe molekul järk-järgult ümber, kaotades seega kaks süsinikuaatomit, mis elimineeritakse süsinikdioksiidi kujul. Lisaks vabastatakse nendes lõigetes neli elektroni, mida kasutatakse raku hingamise viimases etapis, oksüdatiivses fosforüülimises.
Krebsi tsükli põhjalik uurimine »
Oksüdatiivne fosforüülimine
Rakulise hingamise kolmandat faasi nimetatakse oksüdatiivseks fosforüülimiseks ja see toimub mitokondriaalsete harude tasemel (mitokondrite sisemembraani kokkuklapitamine). See koosneb NADH vesiniku elektronide ülekandmisest transpordiahelasse (nn hingamisteede ahelaks), mille moodustavad tsütokroomid, kuni hapnikuni, mis kujutab endast elektroni lõplikku aktseptorit. Elektronide läbimine hõlmab energia vabanemist, mida säilitatakse 36 adenosiindifosfaadi (ADP) molekulide sidemetes fosfaatrühmade sidumise kaudu ja mis viib 36 ATP molekuli sünteesi. Hapniku ja H + ioonide redutseerimisest, mis tekivad pärast elektroni ülekannet NADH-st ja FADH-st, saadakse veemolekulid, mis lisatakse Krebsi tsükliga toodetud molekulidele.
ATP sünteesimehhanismid
Prootonid viiakse läbi sisemise mitokondria membraani hõlbustatud difusiooniprotsessis. Seega saadakse ATP-süntaasi ensüüm piisavalt energiat ATP molekulide tootmiseks, kandes fosfaatrühma ADP-sse.
Elektronide ülekandmine hingamisteede ahelas nõuab ensüümide, mida nimetatakse dehüdrogenaasideks, sekkumist, mille ülesanne on "vesiniku" rebimine doonormolekulidest (FADH ja NADH), nii et H + ioonid ja elektronid tekitatakse hingamisteede ahelale. ; lisaks nõuab see protsess mõnede vitamiinide (eriti C-, E-, K- ja B2-vitamiini või riboflaviini) olemasolu.
Olukord:
- glükoosi lammutamine aeroobika abil (Krebsi tsükkel) viib 38 ATP moodustumiseni
- glükoosi lammutamine anaeroobselt (glükolüüs) viib 2 ATP moodustumiseni
