Dari sudut pandangan kimia, glukosa adalah gula dengan enam atom karbon dan oleh itu jatuh ke dalam kategori hexoses.
Kebanyakan gula kompleks yang terdapat di dalam diet dipecah dan dikurangkan kepada glukosa dan karbohidrat mudah lain.
Sebenarnya, glukosa diperolehi oleh hidrolisis banyak karbohidrat, termasuk sukrosa, maltosa, selulosa, kanji dan glikogen.
Hati dapat mengubah lain-lain gula mudah, seperti fruktosa, menjadi glukosa.
Bermula dari glukosa adalah mungkin untuk mensintesiskan semua karbohidrat yang diperlukan untuk kelangsungan hidup organisma.
Tahap glukosa dalam darah dan tisu dikawal dengan tepat oleh beberapa hormon (insulin dan glukagon); Glukosa berlebihan disimpan dalam beberapa tisu, termasuk otot, dalam bentuk glikogen.
Dalam kedalaman:
- glukosa sebagai makanan (dextrose)
- glukosa darah (glukosa darah)
- glukosa dalam air kencing (glycosuria)
- GLUT pengangkut glukosa
- Toleransi glukosa berubah
- Ujian pengambilan glukosa Oral OGTT
- Kitaran glukosa Alanine
- sirap glukosa
Glikolisis
Jalur metabolik selular penting, yang bertanggungjawab untuk penukaran glukosa ke dalam molekul mudah dan pengeluaran tenaga dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP).
Glikolisis adalah proses kimia di mana molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul asid piruvat; tindak balas ini membawa kepada pengeluaran tenaga, yang disimpan dalam 2 molekul ATP.
Glikolisis mempunyai kekhususan yang dapat berlaku dalam kehadiran dan ketiadaan oksigen, walaupun, dalam kes kedua, kuantiti tenaga yang lebih kecil dihasilkan
- Dalam keadaan aerobik, molekul asid piruvat boleh memasuki kitaran Krebs dan menjalani satu siri reaksi yang menentukan kemerosotan lengkapnya terhadap karbon dioksida dan air
- Dalam keadaan anaerobik, sebaliknya, molekul asid pyruvic dihancurkan ke dalam sebatian organik lain, seperti asid laktik atau asid asetik, melalui proses penapaian.
Fasa Glikolisis
Peristiwa utama yang mencirikan proses glikolisis ialah:
fosforilasi glukosa: dua kumpulan fosfat ditambah kepada molekul glukosa, dibekalkan oleh dua molekul ATP yang seterusnya menjadi ADP. Oleh itu, glukosa 1, 6-diphosphat dibentuk;
transformasi menjadi fruktosa 1, 6-diphosphat : glukosa 1, 6-diphosphat berubah menjadi fruktosa 1, 6-diphosphat, satu senyawa pertengahan dengan enam atom karbon, yang seterusnya terbahagi kepada dua sebatian mudah, masing-masing mengandungi tiga atom karbon: dihydroxyacetone phosphate dan gliseraldehyde 3-fosfat. Fosfat dihydroxyacetone diubah menjadi molekul lain gliseraldehyde 3-fosfat;
pembentukan asid piruvat : kedua-dua sebatian dengan tiga atom karbon keduanya berubah menjadi asid 1, 3-diphosphogliserat; kemudian dalam phosphoglycerate; maka dalam phosphoenolpyruvate; akhirnya, dalam dua molekul asid piruvat.
Dalam tindak balas ini empat molekul ATP dan 2 daripada NADH disintesis.
Keseimbangan keadaan
Glikolisis bermula dari molekul glukosa membolehkan untuk mendapatkan:
- pengeluaran bersih 2 molekul ATP
- pembentukan 2 molekul sebatian, NADH (nikotinamide adenine dinucleotide), yang bertindak sebagai pembawa tenaga.
Kepentingan glikolisis
Dalam makhluk hidup, glikolisis adalah peringkat pertama dari laluan metabolik pengeluaran tenaga; ia membolehkan penggunaan glukosa dan gula mudah lain, seperti fruktosa dan galaktosa. Pada manusia, sesetengah tisu yang biasanya mempunyai metabolisme aerobik dalam keadaan tertentu kekurangan oksigen mempunyai keupayaan untuk mendapatkan tenaga terima kasih kepada glikolisis anaerob. Ini berlaku, sebagai contoh, dalam tisu otot striated tertakluk kepada usaha fizikal yang kuat dan berpanjangan. Dengan cara ini fleksibiliti sistem pengeluaran tenaga, yang boleh mengikuti laluan kimia yang berbeza, membolehkan badan itu memenuhi keperluannya sendiri. Walau bagaimanapun, tidak semua kain dapat menahan ketiadaan oksigen; Otot jantung, sebagai contoh, mempunyai keupayaan yang lebih rendah untuk melakukan glikolisis, oleh itu, ia adalah lebih sukar untuk menahan keadaan anaerobik.
lebih lanjut mengenai glikolisis »
Glikolisis anaerobik
Dalam keadaan anaerobik (kekurangan oksigen) piruvat berubah menjadi dua molekul asid laktik dengan pembebasan tenaga dalam bentuk ATP.
Proses ini, yang menghasilkan 2 molekul ATP, tidak dapat bertahan lebih dari 1 atau 2 minit kerana pengumpulan asid laktik menghasilkan sensasi keletihan dan menghalang penguncupan otot.
Dengan kehadiran oksigen, asid laktik yang telah terbentuk diubah menjadi asid piruvat yang kemudiannya akan dimetabolisme berkat kitaran Krebs.
Kitaran Krebs
Kelompok reaksi kimia yang berlaku di dalam sel semasa proses pernafasan sel. Reaksi ini bertanggungjawab untuk mengubah molekul dari glikolisis ke dalam karbon dioksida, air dan tenaga. Proses ini, disukai oleh tujuh enzim, juga dipanggil kitaran asid trikarboksilat atau asid sitrik. Kitaran Krebs aktif dalam semua haiwan, dalam tumbuhan yang lebih tinggi dan kebanyakan bakteria. Dalam sel eukariotik kitaran berlaku dalam organisma selular yang dipanggil mitokondria. Penemuan kitaran ini dikaitkan dengan biokimia British Hans Adolf Krebs, yang pada tahun 1937 menerangkan langkah utama.
REAKSI UTAMA
Pada akhir glikolisis, dua molekul piruvat dibentuk, yang memasuki mitokondria dan diubah menjadi kumpulan asetil. Setiap kumpulan asetil, yang mengandungi dua atom karbon, mengikat kepada koenzim, membentuk sebatian yang dipanggil acetylcoenzyme A.
Ini, seterusnya, menggabungkan dengan molekul dengan empat atom karbon, oxalacetate, untuk membentuk sebatian dengan enam atom karbon, asid sitrik. Dalam langkah seterusnya kitaran, molekul asid sitrik secara beransur-ansur dilakukan semula, dengan itu kehilangan dua atom karbon yang dihapuskan dalam bentuk karbon dioksida. Di samping itu, dalam petikan-petikan ini empat elektron dibebaskan yang akan digunakan untuk langkah terakhir pernafasan selular, fosforilasi oksidatif.
kajian mendalam kitar Krebs »
Fosforilasi oksidatif
Fasa ketiga pernafasan selular dipanggil fosforilasi oksidatif dan berlaku pada tahap cranial mitokondria (lipatan membran dalaman mitochondria). Ia terdiri daripada pemindahan elektron hidrogen NADH ke rantai pengangkutan (dipanggil rantaian pernafasan), dibentuk oleh cytochromes, sehingga oksigen, yang mewakili penerima elektron terakhir. Petikan elektron melibatkan pelepasan tenaga yang disimpan dalam ikatan 36 molekul adenosin diphosphat (ADP) melalui pengikatan kumpulan fosfat dan yang menyebabkan sintesis 36 molekul ATP. Dari pengurangan oksigen dan ion H + yang terbentuk selepas pemindahan elektron dari NADH dan FADH, molekul air diperolehi yang ditambahkan kepada yang dihasilkan dengan kitaran Krebs.
Mekanisme sintesis ATP
Proton disalurkan melalui membran mitokondria dalaman dalam proses difusi difasilitasi. Enzim ATP sintase dengan itu memperoleh tenaga yang mencukupi untuk menghasilkan molekul ATP, memindahkan kumpulan fosfat ke ADP.
Pemindahan elektron melalui rantaian pernafasan memerlukan campur tangan enzim yang dipanggil dehidrogenase, yang mempunyai fungsi "mengoyak" hidrogen dari molekul penderma (FADH dan NADH), supaya ion H + dan elektron dihasilkan untuk rantaian pernafasan ; Lebih-lebih lagi, proses ini memerlukan kehadiran beberapa vitamin (khususnya, vitamin C, E, K dan vitamin B2 atau riboflavin).
Titik keadaan:
- perobohan glukosa oleh aerobik (kitaran Krebs) membawa kepada pembentukan 38 ATP
- perobohan glukosa oleh anaerobia (glikolisis) membawa kepada pembentukan 2 ATPs
