Fra kjemisk synspunkt er glukose et sukker med seks karbonatomer og faller derfor inn i kategorien heksoser.
De fleste av de komplekse sukkene som er tilstede i dietten, deles og reduseres til glukose og andre enkle karbohydrater.
Glukose er faktisk oppnådd ved hydrolyse av mange karbohydrater, inkludert sukrose, maltose, cellulose, stivelse og glykogen.
Leveren er i stand til å omdanne andre enkle sukkerarter, for eksempel fruktose, til glukose.
Fra glukose er det mulig å syntetisere alle karbohydrater som er nødvendige for overlevelse av organismen.
Nivået på glukose i blod og vev reguleres nettopp av noen hormoner (insulin og glukagon); Overflødig glukose lagres i enkelte vev, inkludert muskel, i form av glykogen.
I dybde:
- glukose som mat (dextrose)
- blodsukker (blodsukker)
- glukose i urin (glykosuri)
- GLUT glukose transportører
- Forandret glukosetoleranse
- OGTT Oral glukose lastetest
- Alanin glukose syklus
- glukosesirup
den glykolyse
Viktig cellulær metabolsk vei, ansvarlig for omdannelse av glukose til enklere molekyler og energiproduksjon i form av adenosintrifosfat (ATP).
Glykolyse er en kjemisk prosess der et glukosemolekyl er delt inn i to pyrodruesyre-molekyler; denne reaksjonen fører til produksjon av energi, lagret i 2 molekyler av ATP.
Glykolyse har det spesielle å være i stand til å skje både i nærvær og fravær av oksygen, selv om det i andre tilfelle produseres en mindre mengde energi
- Under aerobiske forhold kan pyruvinsyremolekylene komme inn i Krebs syklusen og gjennomgå en rekke reaksjoner som bestemmer deres fullstendig nedbrytning av karbondioksid og vann
- Ved anaerobe forhold nedbrytes pyrodruesyremolekylene i andre organiske forbindelser, slik som melkesyre eller eddiksyre, gjennom fermenteringsprosessen.
Faser av glykolyse
De viktigste hendelsene som karakteriserer glykolyseprosessen er:
fosforylering av glukose: to fosfatgrupper tilsettes til glukosemolekylet, forsynt av to ATP-molekyler som igjen blir ADP. Således dannes glukose 1, 6-difosfat;
omdannelse til fruktose 1, 6-difosfat : glukose 1, 6-difosfat omdannes til fruktose 1, 6-difosfat, en intermediær forbindelse med seks karbonatomer, som igjen er delt inn i to enklere forbindelser, som hver inneholder tre karbonatomer: dihydroksyacetonfosfat og glyceraldehyd-3-fosfat. Dihydroksyacetonfosfatet omdannes til et annet molekyl av glyceraldehyd-3-fosfat;
pyrodruesyre dannelse : de to forbindelsene med tre karbonatomer blir begge omdannet til 1, 3-difosfoglyseratsyre; deretter i fosfoglyserat; deretter i fosfoenolpyruvat; til slutt, i to molekyler pyruvsyre.
I løpet av disse reaksjonene syntetiseres fire molekyler av ATP og 2 av NADH.
Balanse av situasjonen
Glykolyse som starter fra et glukose molekyl tillater å oppnå:
- nettoproduksjonen av 2 ATP molekyler
- dannelsen av 2 molekyler av en forbindelse, NADH (nikotinamid-adenin-dinukleotid), som virker som en energibærer.
Betydningen av glykolyse
I levende vesener er glykolyse den første fasen av metabolske veier for energiproduksjon; det tillater bruk av glukose og andre enkle sukkerarter, for eksempel fruktose og galaktose. I mennesker har enkelte vev som normalt har en aerob metabolisme i spesielle forhold for oksygenmangel, evnen til å utlede energi takket være anaerob glykolyse. Dette skjer for eksempel i strikket muskelvev utsatt for intens og langvarig fysisk innsats. På denne måten kan fleksibiliteten til energiproduksjonssystemet, som følger forskjellige kjemiske veier, tillate kroppen å tilfredsstille sine egne behov. Men ikke alle stoffer er i stand til å motstå fravær av oksygen; hjertemuskelen, for eksempel, har en lavere evne til å utføre glykolyse, derfor er det vanskeligere å motstå anaerobe forhold.
mer om glykolyse »
Anaerob glykolyse
Ved anaerobe forhold (mangel på oksygen) omdannes pyruvat til to molekyler melkesyre med frigjøring av energi i form av ATP.
Denne prosessen, som produserer 2 ATP-molekyler, kan ikke vedvare i mer enn 1 eller 2 minutter fordi akkumulering av melkesyre gir følelsen av tretthet og hindrer muskelkontraksjon.
I nærvær av oksygen blir melkesyren som er dannet transformert til pyruvsyre som deretter vil bli metabolisert takket være Krebs syklusen.
Krebs syklus
Gruppe av kjemiske reaksjoner som foregår inne i cellen under cellulær respirasjonsprosessen. Disse reaksjonene er ansvarlige for å omdanne molekylene fra glykolyse til karbondioksid, vann og energi. Denne prosessen, favorisert av syv enzymer, kalles også syklusen av tricarboxylsyrer eller sitronsyre. Krebs syklusen er aktiv i alle dyr, i høyere planter og i de fleste bakterier. I eukaryotiske celler foregår syklusen i en cellulær organisme kalt mitokondrier. Oppdagelsen av denne syklusen tilskrives den britiske biokjemisten Hans Adolf Krebs, som i 1937 beskrev hovedtrinnene.
HOVEDREAKSJONER
Ved slutten av glykolysen dannes to pyruvatmolekyler, som kommer inn i mitokondriene og omdannes til acetylgrupper. Hver acetylgruppe, som inneholder to karbonatomer, binder til et koenzym, danner en forbindelse kalt acetylkoenzym A.
Dette kombinerer i sin tur med et molekyl med fire karbonatomer, oksalacetat, for å danne en forbindelse med seks karbonatomer, sitronsyre. I de påfølgende trinnene i syklusen blir sitronsyremolekylet gradvis omarbeidet, og dermed mister to karbonatomer som elimineres i form av karbondioksid. I tillegg er i disse avsnittene frigjort fire elektroner som vil bli brukt til det siste trinnet med cellulær respirasjon, oksidativ fosforylering.
grundig studie av Krebs syklusen »
Oksidativ fosforylering
Den tredje fasen av cellulær respirasjon kalles oksidativ fosforylering og forekommer i nivået av mitokondriale kammer (folding av den indre membranen av mitokondrier). Det består i overføring av NADH-hydrogenelektroner til en transportkjede (kalt luftveiene), dannet av cytokromer, opp til oksygen, som representerer den endelige elektron-akseptoren. Passeringen av elektroner innebærer frigjøring av energi som lagres i bindingene av 36 molekyler adenosindifosfat (ADP) gjennom binding av fosfatgrupper og som fører til syntesen av 36 molekyler av ATP. Fra reduksjon av oksygen og H + -ioner som dannes etter elektronoverføringen fra NADH og FADH, dannes vannmolekyler som tilsettes til de som produseres med Krebs-syklusen.
ATP syntese mekanismer
Protonene gjennomføres gjennom den indre mitokondriamembranen i en tilrettelagt diffusjonsprosess. Enzymet ATP-syntase oppnår således tilstrekkelig energi til å produsere ATP-molekyler, overføring av en fosfatgruppe til ADP.
Overføringen av elektroner gjennom luftveiene krever inngrep av enzymer som kalles dehydrogenaser, som har funksjonen til å "tåre" hydrogenet fra donormolekylene (FADH og NADH), slik at H + ioner og elektroner produseres for luftveiene ; Dessuten krever denne prosessen nærvær av noen vitaminer (spesielt vitamin C, E, K og vitamin B2 eller riboflavin).
Situasjonspunkt:
- Nedbrytning av glukose ved aerobic (Krebs syklus) fører til dannelsen av 38 ATP
- Nedbrytning av glukose ved anaerobi (glykolyse) fører til dannelsen av 2 ATP
