Gluck er en pro (fra den græske. Glykys - søde), druesaft, dextrose; kulhydrat, den mest almindelige i naturen; henviser til hexoser, dvs. monosaccharider indeholdende 6 carbonatomer. Farveløse krystaller, tpl 146,5 ° C Velopløseligt i vand. Glucoseopløsning indeholder molekyler i a-form og b-form; ligevægt opnås, når forholdet mellem disse former er 37% og 63%. Glukose er optisk aktiv, roterer polariseret stråle til højre. a -Glucose er en nødvendig bestanddel af alle levende organismer, fra vira til højere planter og hvirveldyr (herunder mennesker); Det er en bestanddel af forskellige forbindelser, fra saccharose, cellulose og stivelse til visse glycoproteiner og viral ribonukleinsyre. For en række bakterier er glucose den eneste energikilde. Glucose er involveret i mange metaboliske reaktioner.
Det humane blodsukkerindhold er ca. 100 mg%, det reguleres af neurohumoral-ruten (se. Carbohydratmetabolisme). Et fald i glukoseindholdet (se hypoglykæmi) til 40 mg% forårsager en drastisk forstyrrelse af centralnervesystemet. De vigtigste måder at bruge glukose i kroppen på er: anaerobe transformationer, ledsaget af ATP-syntese (se adenosinphosphorsyrer) og slutter med dannelsen af mælkesyre (se glykolyse); glycogensyntese; aerob oxidation til gluconsyre under virkningen af enzymet glucoseoxidase (processen er iboende i nogle mikroorganismer, der bruger det til energi, strømmer med absorption af ilt i luften); transformationer i pentoser og andre simple sukkerarter (pentosephosphatcyklus). Med fuld enzymatisk oxidation af glucose til CO2 og H2O energi frigives: C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 686 kcal / mol, hvoraf meget er akkumuleret af højtydende ATP-type forbindelser. Syntese af glukose fra uorganiske komponenter er den omvendte proces og udføres af planter og nogle bakterier, der bruger solenergiens energi (fotosyntese) og kemiske oxidative reaktioner (kemosyntese).
I industrien fremstilles glucose ved stivelseshydrolyse. Den anvendes i konfektureindustrien; som et middel - i medicin.
Til medicinske formål bruger de glukose i pulvere og tabletter samt isotoniske (4,5-5%) og hypertoniske (10-40%) glucoseopløsninger. Isotoniske opløsninger anvendes (injiceret subkutant og i enemas) for at genopbygge kroppen med væske; de er også en kilde til let fordøjeligt næringsstof. Med indførelsen af hypertoniske opløsninger (intravenøst) øges blodets osmotiske tryk, metaboliske processer forbedres, leverenes antitoksiske funktion øges, hjertemuskulaturens kontraktile aktivitet øges, karrene dilateres, og urinen øges. Glukoseløsninger anvendes til smitsomme sygdomme, hjertesygdomme, forskellige forgiftninger mv., Ofte i kombination med ascorbinsyre.
Hovedkomponenterne i mad
Der er tre hovedområder for brug af glukose i kroppen:
glukose oxideres til energi;
når mængden af glukose overstiger den mængde der er nødvendig for energi, bliver den til muskel- og leverglycogen;
når glycogen depotet er mættet, omdannes glucose til fedtstoffer, som deponeres i fedtceller. [11.-C.13]
Vand er nødvendigt for mennesket som medium til udførelse af en række funktioner: fordøjelse, absorption og transport af næringsstoffer gennem mave-tarmkanalen og kredsløbssystemet; opløsning af metaboliske produkter og deres udskillelse med urin give miljøet. Med deltagelse af vand udføres alle biokemiske reaktioner; transmission af elektriske signaler mellem celler; regulering af kropstemperaturen (kroppen køler ned, når vandet fordampes); dannelsen af miljøet - smøremidler til bevægelse og gnidning af dele af kroppen, såsom leddene; giver kroppen vandopløselige næringsstoffer. Overskydende vand med en normal mængde elektrolytter udskilles i urinen og sveden. Manglen på vand i kroppen føles meget hurtigt. Det første symptom er tørst, den anden er et fald i mængden eller fuldstændig ophør af urin.
Livets vigtigste biologiske rolle er at give kroppen energi.
Fødevareenergi bruges på:
opretholdelse af en konstant kropstemperatur
implementeringen af alle biologiske funktioner og biokemiske processer
på ydelse af muskler af mekanisk arbejde;
fordøjelse og assimilering af mad.
De vigtigste essentielle næringsstoffer er vitaminer - organiske forbindelser med lav molekylvægt, der er nødvendige til gennemførelse af mekanismerne for enzymatisk katalyse, det normale forløb af metabolisme, vedligeholdelse af homeostase, biokemisk støtte til alle vitale funktioner i kroppen. Vitaminer er involveret i enzymernes funktion. Utilstrækkeligt indtag af et eller andet vitamin med mad fører til dets mangel i kroppen og udviklingen af den tilsvarende sygdom af vitaminmangel, der er baseret på krænkelser af de biokemiske processer, der er afhængige af dette vitamin. Vitamin- og sporelementmangler kaldes også "skjult sult", da det ikke manifesterer sig klinisk i lang tid. Manglen på hvert vitamin kan føre til alvorlige metaboliske lidelser. Graviditet, lakterende kvinder og børn i kritiske udviklingsperioder samt børn, der vokser op i socialt dårligt stillede forhold, svækket af gentagne sygdomme, er mest udsatte for at udvikle mangelfulde tilstande.
Hvis kroppen ikke modtager den passende mængde vitaminer i lang tid, opstår der mangel på vitamin med en bestemt klinisk manifestation, og efterfølgende øger vitaminmangel kan stoppe på ethvert indledende niveau. Men hvis overhovedet af forbruget af vitaminer over deres indtag fortsætter, vil naturligvis manifestationer af vitaminmangel fremskridt. Normalt er der to grader af vitaminmangel: avitaminose og hypovitaminose.
Avitaminose forstås at betyde en dyb mangel på et eller andet vitamin med et udviklet klinisk billede af en mangelstilstand: med vitamin C-mangel - skørbug, vitamin D-rickets, vitamin B1-beriberi, vitamin PP-pellagra, vitamin B12 - perniciøs anæmi.
Et overskud af vitaminer observeres med øget indtagelse i kroppen eller i strid med elimination (leversygdom, nyre). Oftest observeres hypervitaminose med ubegrænset (tankeløst) forbrug af vitaminer, kosttilskud, berigede fødevarer, langvarig brug af fancy kostvaner.
Måder at bruge glukose i kroppen
Glucose er hovedmetabolitten og transportformen af kulhydrater hos mennesker og dyr. Kilder til glukose er mad kulhydrater, væv glycogen og processen med gluconeogenese i leveren og cortical substansen af nyrerne. For at indarbejde glukose i metabolisme skal den phosphoryleres til dannelse af glucose-6-phosphat (G-6-F), som derefter kan omdannes via forskellige metaboliske veje. I fig. 17.1. De vigtigste veje for glukosemetabolismen er præsenteret.
glykolyse
Glykolyse er hovedformen for glukosets katabolisme ved successive enzymatiske transformationer til lactat (uden oxygenforbrug - anaerob glykolyse) eller gennem oxidativ dekarboxylering af pyruvat til CO2 og H2O (i nærværelse af oxygen - aerob glykolyse).
Processen med aerob glykolyse indbefatter flere trin:
1. Aerob glykolyse - processen med glucoseoxidation med dannelsen af to pyruvatmolekyler;
2. Katabolismens generelle vej, herunder den oxidative dekarboxylering af pyruvat til acetyl CoA og dens yderligere oxidation i tricarboxylsyrecyklusen;
3. Kæde af vævsåndånd, kombineret med dehydrogeneringsreaktioner, der forekommer i processen med glukosedbrydning.
Det samlede udbytte af ATP i oxidationen af 1 mol glucose til CO2 og H2O er 38 mol.
Fig. 17.-1. Generel ordning med glukosemetabolismen.
1-aerob glykolyse; 2 - anaerob glykolyse; 3 - alkoholisk gæring 4-pentosephosphatvej; 5 - glycogensyntese; 6 - glykogen nedbrydning 7 - gluconeogenese.
Anaerob glykolyse er processen med opdeling af glucose til dannelse af lactat som slutprodukt. Denne proces fortsætter uden brug af ilt og afhænger derfor ikke af mitokondriale netværkets arbejde. ATP dannes her gennem substratfosforyleringsreaktioner. Balancen for ATP under anaerob glykolyse er 2 mol pr. 1 mol glucose.
Aerob glykolyse forekommer i mange organer og væv og tjener som den vigtigste, men ikke den eneste, energikilde til vital aktivitet.
Ud over energifunktionen kan glycolyse også udføre anabolske funktioner. Glycolysemetabolitter bruges til at syntetisere nye forbindelser. Således er fructose-6-phosphat og glyceraldehyd-3-phosphat involveret i dannelsen af ribose-5-phosphat - en strukturel komponent af nukleotider. 3-phosphoglycerat kan indbefattes i syntese af aminosyrer, såsom serin, glycin, cystein. I lever og fedtvæv anvendes acetyl-CoA, som er dannet af pyruvat, som et substrat i biosyntese af fedtsyrer og kolesterol.
Anaerob glykolyse aktiveres i musklerne under intensivt muskulært arbejde, forekommer hos erythrocytter (de mangler mitokondrier) såvel som under forskellige forhold med begrænset oxygenforsyning (spasme og blodkar blodtryk, dannelse af aterosklerotiske plaques).
Pentosephosphatvej (PPP)
PFP, også kaldet hexose-monophosphat shunt, tjener som et alternativ ved oxidation af glucose-6-phosphat. Ifølge PFP metaboliseres op til 33% af al glucose i leveren, op til 20% i fedtvæv, op til 10% i erythrocytter og mindre end 1% i muskelvæv. Den mest aktive PPP forekommer i fedtvæv, lever, binyrebark, røde blodlegemer, brystkirtlen under amning, testikler. PFP består af 2 faser (dele) - oxiderende og ikke-oxiderende.
I den oxidative fase oxideres glucose-6-phosphat irreversibelt til pentose-ribulose-5-phosphat, og reduceret NADPH dannes.2. I den ikke-oxidative fase omdannes ribulose-5-phosphat reversibelt til ribose-5-phosphat-, glycolysemetabolitter og andre phosphorylerede sukkerarter.
TFG's biologiske rolle:
1. Timer restaureret NADPH2 til regenerativ biosyntese (fedtsyrer, kolesterol osv.).
2. Syntese af pentosephosphater til dannelse af nukleinsyrer og nogle coenzymer.
3. Syntese af monosaccharider med antallet af carbonatomer fra 3 til 8.
4. Neutralisering af xenobiotika - NADPH er nødvendig2.
5. I planter - deltagelse i den mørke fase af fotosyntese som CO-acceptor2.
PFP fører ikke til syntesen af ATP, dvs. det opfylder ikke energifunktionen.
Gluconeogenese (GNG)
Gluconeogenese er syntesen af glucose fra ikke-kulhydratprecursorer. Hovedfunktionen af GNG er at opretholde niveauet af glukose i blodet under langvarig fast og intens fysisk anstrengelse. Processen foregår hovedsageligt i leveren og mindre intensivt i cortical stof af nyrerne såvel som i tarmslimhinden. Disse væv kan producere 80-100 g glucose pr. Dag.
De primære substrater (forstadier) i GNG er lactat, glycerol, de fleste aminosyrer. Inkluderingen af disse substrater i GNG afhænger af organismens fysiologiske tilstand.
Lactat - et produkt af anaerob glycolyse, dannes i arbejdsmusklerne og kontinuerligt i røde blodlegemer. Således anvendes laktat kontinuerligt i GNG. Glycerol frigives under hydrolyse af fedt i fedtvæv i sultens periode eller ved langvarig fysisk anstrengelse. Aminosyrer dannes som følge af nedbrydning af muskelproteiner og udføres i GNG med langvarigt fastende eller langvarigt muskelarbejde. Aminosyrer, der, når de er kataboliserede, omdannes til pyruvat eller metabolitter af tricarboxylsyrecyklusen, kan betragtes som potentielle forstadier af glucose og kaldes glykogene.
Af alle de aminosyrer, der kommer ind i leveren, er ca. 30% alanin. Dette skyldes, at nedbrydning af muskelproteiner producerer aminosyrer, hvoraf mange omdannes umiddelbart til pyruvat eller først til oxaloacetat og derefter til pyruvat. Sidstnævnte omdannes til alanin, erhverver en aminogruppe fra andre aminosyrer. Alanin fra musklerne bæres af blodet til leveren, hvor det igen omdannes til pyruvat, som delvist oxideres og delvist inkorporeres i GNG. En sådan sekvens af transformationer fører til dannelsen af en glucose-alanincyklus.
Fig. 17.2. Glucose-alanincyklus.
Glucuronsyrebane
Andelen af glucose, der omdirigeres til metabolisme langs glucuronsyrebanen, er meget lille sammenlignet med en stor del af den, delt i processen med glycolyse eller glycogensyntese. Imidlertid er produkterne fra denne sekundære sti afgørende for kroppen.
UDF-glucuronat hjælper med at neutralisere nogle fremmede stoffer og stoffer. Derudover tjener den som en forstadie for D-glucuronatresterne i hyaluronsyre og heparinmolekylerne. Ascorbinsyre (C-vitamin) syntetiseres ikke hos mennesker, marsvin og nogle abearter, fordi de mangler enzymet gulonactonoxidase. Disse arter bør modtage alle de C-vitamin, de har brug for fra mad.
Aerob nedbrydning af glucose.
Glycogensyntese
Glucose, der bruges til at syntetisere glycogen, er foraktiveret.
Skematisk kan aktiveringen af glucose repræsenteres som følger:
+ ATP + UTP
GlGl-6-f Gl-1-f Gl-1-UDF
- ADF - FF
Syntese af glycogen udføres ved at vedhæfte den resulterende UDP-glucose til de ydre kæder af molekylerne af glycogen, der er til stede i leveren celler, som kaldes "priming". I dette tilfælde indgår kun glucoserester i glycogenmolekylet. Som et resultat af den gentagne tilsætning af glucoserester forlænges de ydre kæder og forgrenes, hvilket fører til en signifikant forøgelse af størrelsen af glycogenmolekyler.
UDP-molekylerne, der frigives under glycogensynteseprocessen, reagerer med ATP og vender tilbage til UTP:
UDF + ATP UTP + ADF
ATP er således energikilden til glycogensyntese, og UTP virker som en bærer af energi.
På grund af syntesen akkumuleres glycogen i leveren, og koncentrationen kan nå 5-6%. Omdannelsen af glucose til glykogen i leveren forhindrer en kraftig forøgelse af indholdet i blodet under måltidet.
Syntese af glycogen fra glucose forekommer også i musklerne, men koncentrationen i dem overstiger ikke 2-3%. Dannelsen af glycogen i musklerne bidrager til fødevarehyperglykæmi.
Syntese af glycogen accelereres af hormonmonosulinum.
Glycogen nedbrydning
Mellem måltider nedbrydes leverglycogen og omdannes til glukose, som går ind i blodet. Dette henfald kommer med deltagelse af fosforsyre og kaldes fosforolyse. Under påvirkning af phosphorsyre spaltes glucoserester i form af glucose-1-phosphat successivt fra de ydre kæder af glycogen. Helt glykogen bryder ikke ned. De resterende små glykogenmolekyler tjener som et "frø" under dets syntese fra glucose.
Fosforolyse af glycogen forløber ifølge den følgende ligning:
Oprindelig glycogen Glycogen-"frø"
Gl-1-f Gl-6-f Glucose + N3RO4
Fordelingen af glycogen i leveren til glucose betegnes ofte glucogenese og accelereres af hormonerne glucagon og adrenalin.
På grund af strømmen i leveren af to modsatte processer: Synkroniseringen af glycogen fra glucose og dens nedbrydning til glucose igen ændrer koncentrationen i blodet kun i et lille interval, og derfor leverer blodet hele tiden alle organer med glukose.
I muskler observeres nedbrydningen af glycogen normalt, når man udfører fysisk arbejde. Der frigøres imidlertid ikke fri glukose her, da der ikke findes noget enzym i muskelceller, der forårsager hydrolyse af glucose-6-phosphat. Glucose-1-phosphat og glucose-6-phosphat på grund af tilstedeværelsen af fosfatrester gennem muskelcellerne kan ikke passere, og alle yderligere transformationer af disse forbindelser strømmer direkte ind i musklerne og har til formål at give dem energi.
Fordelingen af glykogen i musklerne stimulerer hormonadrenalin, som frigives i blodet lige under muskelarbejde.
Kulhydratkatabolisme
Brugen af glukose i kroppen udføres på to måder:
· De fleste af kulhydraterne (90-95%) gennemgår nedbrydning langs hexodiphosphatvejen (GDF-bane), som er den vigtigste energikilde til kroppen.
· En ubetydelig del af glukose (5-10%) opløses langs hexo-monophosphatvejen (GMP-stien), som har et anabolsk formål og tilvejebringer forskellige synteser med ribose og hydrogen i form af NADPH2.
GDF-banen kan være aerob og aerob. Den aerobiske GDF-vej fungerer kontinuerligt, og anaerob nedbrydning af kulhydrater observeres kun med øgede energibehov af cellerne, hovedsageligt i skeletmuskler.
Aerob nedbrydning af glucose.
Aerob nedbrydning af kulhydrater gennem BNP-stien er en kompleks proces i flere trin, der involverer snesevis af mellemreaktioner, der fører til dannelsen af kuldioxid og vand med frigivelse af store mængder energi. Denne proces kan opdeles i tre faser, der følger efter hinanden.
Den første fase af BNP-banen går frem i cytoplasmaet af celler. På dette stadium omdannes glucose til pyrodruesyre (pyruvat). Dette stadium kaldes ofte glycolyse.
I første fase går glukose gennem interaktion med ATP ind i den aktive form - glucose-6-phosphat:
Dette er den eneste reaktion, som glucose gennemgår i kroppen. Derfor begynder alle transformationer af glukose i kroppen med dannelsen af glucose-6-phosphat. Endvidere går glucose-6-phosphat i forskellige veje med glukosemetabolismen.
Under aerob oxidation omdannes glucose til færdige produkter - kuldioxid og vand - med frigivelse af en stor mængde energi, hvorigennem 36-38 ATP-molekyler syntetiseres pr. Et glukosemolekyle.
Den endelige ligning af den aerobe glucose-GDF-vej
Et vigtigt skridt i den aerobiske nedbrydning af glucose er Krebs-cyklen, hvor acetylco-enzym A oxideres til CO2 og H2Om med udgivelsen af en stor mængde energi, som følge af, at mange ATP'er syntetiseres
194.48.155.245 © studopedia.ru er ikke forfatteren af de materialer, der er indsendt. Men giver mulighed for fri brug. Er der en ophavsretskrænkelse? Skriv til os | Kontakt os.
Deaktiver adBlock!
og opdater siden (F5)
meget nødvendigt
Glukose som den vigtigste metabolite af kulhydratmetabolisme. Generel kildeskema og måder til glukoseforbrug i kroppen.
Det mest almindelige dyrecarbohydrat er glucose. Det er i form af glucose, at hovedparten af kulhydraterne af mad indtræder i blodet. Kulhydrater i leveren omdannes til glucose, når alle andre kulhydrater kan dannes ud fra glucose. Glukose bruges som hovedbrændstof i pattedyrvæv. Det spiller således rollen som et bindemiddel mellem kulhydraternes energi- og plastfunktioner. Kilden til kulhydrater i kroppen er kulhydrater af fødevarer - især stivelse og glykogen, såvel som saccharose og lactose. Derudover kan glucose dannes i kroppen fra aminosyrer, såvel som fra glycerol, som er en del af fedtet.
De vigtigste kilder til glukose er: - mad
- nedbrydning af glycogenunderlags polysaccharid
- glucosesyntese fra ikke-carbohydratprecursorer (hovedsageligt fra glykogene aminosyrer) - gluconeogenese.
Hovedmåder for glukoseforbrug:
1) dannelsen af energi ved aerob og anaerob oxidation af glucose
2) omdannelse til andre monosaccharider
3) omdannelse til glycogen og heteropolysaccharider
4) omdannelse til fedt, nogle aminosyrer osv.
49. Aerob nedbrydning er den primære vej for glukosets katabolisme hos mennesker og andre aerobiske organismer. Sekvensen af reaktioner på dannelsen af pyruvat (aerob glykolyse).
Fordelingen og den fysiologiske betydning af den aerobe nedbrydning af glucose. Anvendelsen af glucose til syntese af fedtstoffer i leveren og i fedtvæv.
Hvor skal man starte? Der er to måder at en aerob nedbrydning af glukose kan gå. Dichotomisk og pentophosphatvej.
Hvorfor er det nødvendigt? Den dikotomiske vej tilvejebringer celle 38 med et ATP-molekyle som et resultat af tre trin. Den første glykolyse finder sted i cytosol, resten i mitokondrier.
Det andet er mere interessant, hvilket resulterer i:
Formet NADP + N, som går på syntese af fedtsyrer og steroider, såvel som 3-phosphoglyceraldehyd, på syntesen af lipider. Vi glæder os!
Anaerob nedbrydning af glucose (anaerob glykolyse). Glykolytisk oxidation, pyruvat som en hydrogenacceptor. Substratfosforylering. Fordelingen og den fysiologiske betydning af denne vej af glukosedbrydning.
I visse situationer kan ilt til væv ikke opfylde deres behov. For eksempel kan i hjertestruktionerne i de indledende faser af intensivt muskulært arbejde under stress ikke nå den ønskede frekvens, og muskelbehovet for ilt til aerob nedbrydning af glucose er højt. I sådanne tilfælde startes en proces, der fortsætter uden oxygen og ender med dannelsen af lactat fra pyrodruesyre. Denne proces kaldes anaerob disintegration eller anaerob glykolyse. Anaerob glukosedbrydning er ikke energieffektiv, men denne proces kan være den eneste energikilde til muskelcellen.
Anaerob glykolyse henviser til processen med opdeling af glucose til dannelse af lactat som slutproduktet. Denne proces fortsætter uden brug af ilt og afhænger derfor ikke af mitokondrielle respiratoriske kædes arbejde. ATP dannes ved substratfosforyleringsreaktioner. Samlet procesligning:
Ved anaerob glykolyse finder alle 10 reaktioner identiske med aerob glykolyse sted i cytosolen. Kun den 11. reaktion, hvor pyruvat genoprettes ved cytosolisk NADH, er specifik for anaerob glykolyse. Reduktionen af pyruvat til lactat katalyseres af lactat dehydrogenase (reaktionen er reversibel, og enzymet er opkaldt efter den omvendte reaktion). Denne reaktion sikrer regenerering af NAD + fra NADH uden deltagelse af den mitokondriale respiratoriske kæde i situationer, der involverer utilstrækkelig tilførsel af ilt til celler. Hydrogenacceptorens rolle fra NADH (som ilt i respirationskæden) udføres af pyruvat. Betydningen af pyruvatreduktionsreaktionen ligger således ikke i dannelsen af lactat, men i den kendsgerning, at denne cytosoliske reaktion sikrer regenerering af NAD +. Derudover er lactat ikke slutproduktet af stofskifte, der fjernes fra kroppen. Dette stof elimineres i blodet og anvendes, bliver til glucose i leveren, eller når der er ilt tilgængeligt, bliver det til pyruvat, som går ind i den generelle vej af katabolisme, der oxiderer til CO.2 og H2O.
Substratfosforylering, da den er en del af den metaboliske vej ("substratkæde"). Deres særegenhed katalyseres af opløselige enzymer. Denne metode er forbundet med overførslen af højenergifosfat eller energien af høj-energi-bindingen af et stof (substrat) til ADP. Sådanne stoffer indbefatter glycolysemetabolitter (1,3-diphosphoglycerinsyre, phosphoenolpyruvat), tricarboxylsyrecyklus (succinyl-SKOA) og creatinphosphat. Energien ved hydrolyse af deres højenergibinding er højere end 7,3 kcal / mol i ATP, og disse stofers rolle reduceres til anvendelsen af denne energi til phosphorylering af ADP-molekyler til ATP. Forskelle: forskellige energikilder; for oxidativ er bevægelsen af elektroner i vejrtrækningskæden nødvendig; for substratet er energien af en makroergisk binding nødvendig.
Måder at bruge glukose i celler 11
1,5 måder at bruge glukose i celler på
Glukose deltager i adskillige metaboliske veje som substrat:
1. Det er i stand til at oxidere under glycolyse og efterfølgende metaboliske veje, der giver cellen med energi.
2. Glukose tjener som et substrat i pentosephosphatvejen.
3. I leveren og musklerne lagres glucose som glykogen. Denne proces kaldes glykogenogenese.
1,6 glycolyse
Generelle egenskaber og substrater
Det meste af glukosen kommer ind i kroppen med mad (en lille del syntetiseres i leveren og nyrerne) som følge af nedbrydning af polysaccharider i tarmen og den efterfølgende absorption af monosaccharider. Endvidere overføres glucose fra blodbanen ind i cytosolen af celler ved anvendelse af et specielt proteinbærer, GLUT-protein. I cytosol af celler er glycolyse enzymer.
Glycolyse (også kendt som Embden-Meyerhoff-Parnas-stien) er en metabolisk vej til oxidation af glucose, hvorunder to pyruvinsyre-pyramider (pyruvat, i aerobic tilstand, dvs. i nærvær af ilt) eller mælkesyre ( lactat, i anaerob eller oxygenfri tilstand). Fri energi frigivet under denne vej bruges til at danne makroergiske bindinger i ATP. Glykolyse i aerob tilstand har 10 enzymatiske reaktioner. I den anaerobe tilstand sker en yderligere 11. reaktion.
Glykolyse kan opdeles i 2 faser:
1. Fase 1 (forberedende fase): I denne fase bliver glucose to gange phosphoryleret og nedbrydes til to glyceraldehyd-3-phosphatmolekyler. På dette stadium forbruges 2 ATP molekyler.
2. Fase 2 (ATP-dannelsesfase): To glyceraldehyd-3-phosphatmolekyler omdannes til pyruvat til dannelse af 4 ATP og 2 NADH, som i nærværelse af oxygenoverførselselektroner til respirationskæden til dannelse af yderligere 6 ATP-molekyler. I fravær af ilt deltager NADH i reduktionen af pyruvat til lactat under oxidering til NAD +.
Glukose som den vigtigste metabolite af kulhydratmetabolisme. Generel kildeskema og måder til glukoseforbrug i kroppen.
Det mest almindelige dyrecarbohydrat er glucose. Det er i form af glucose, at hovedparten af kulhydraterne af mad indtræder i blodet. Kulhydrater i leveren omdannes til glucose, når alle andre kulhydrater kan dannes ud fra glucose. Glukose bruges som hovedbrændstof i pattedyrvæv. Det spiller således rollen som et bindemiddel mellem kulhydraternes energi- og plastfunktioner. Kilden til kulhydrater i kroppen er kulhydrater af fødevarer - især stivelse og glykogen, såvel som saccharose og lactose. Derudover kan glucose dannes i kroppen fra aminosyrer, såvel som fra glycerol, som er en del af fedtet.
De vigtigste kilder til glukose er: - mad
- nedbrydning af glycogenunderlags polysaccharid
- glucosesyntese fra ikke-carbohydratprecursorer (hovedsageligt fra glykogene aminosyrer) - gluconeogenese.
Hovedmåder for glukoseforbrug:
1) dannelsen af energi ved aerob og anaerob oxidation af glucose
2) omdannelse til andre monosaccharider
3) omdannelse til glycogen og heteropolysaccharider
4) omdannelse til fedt, nogle aminosyrer osv.
49. Aerob nedbrydning er den primære vej for glukosets katabolisme hos mennesker og andre aerobiske organismer. Sekvensen af reaktioner på dannelsen af pyruvat (aerob glykolyse).
Ordningen med anvendelse af glukose i kroppen
Karbonhydratmetabolismeens rolle. Kilder til glukose og måder at bruge det i kroppen.
49. En forenklet ordning for hydrolyse af stivelse og glykogen i dyrekroppen.
50. Glykolyse og dens hovedfaser. Værdien af glycolyse.
Essens, total reaktion og glykolyse effektivitet.
Karbonhydratmetabolismeens rolle. Kilder til glukose og måder at bruge det i kroppen.
Kolhydraternes hovedrolle bestemmes af deres energifunktion.
Glucose (fra den gamle græske γλυκύς søde) (C6H12O6) eller druesaft er et hvidt eller farveløst, lugtfrit stof med en sød smag, opløselig i vand. Rørsukker er ca. 25% sødere end glucose. Glukose er den vigtigste kulhydrat til en person. Hos mennesker og dyr er glucose den vigtigste og mest universelle energikilde for at sikre metaboliske processer. Glukose deponeres i dyr i form af glykogen, i planter - i form af stivelse.
Kilder til glukose
Under normale forhold er kulhydrater hovedkilden til kulhydrater for mennesker. Det daglige krav til kulhydrater er ca. 400 g. I processen med at assimilere fødevarer er alle eksogene carbohydratpolymerer opdelt i monomerer, kun monosaccharider og deres derivater frigives i kroppens indre miljø.
Blodglukose er en direkte energikilde i kroppen. Hastigheden af dens nedbrydning og oxidation samt evnen til hurtigt at ekstraheres fra depotet tilvejebringer nødmobilisering af energiressourcer med hurtigt stigende energikostnader i tilfælde af følelsesmæssig ophidselse, med kraftige muskelbelastninger mv.
Glukoseniveauet i blodet er 3,3-5,5 mmol / l (60-100 mg%) og er den vigtigste homeostatiske konstant i organismen. Særligt følsom over for sænkning af blodglukose (hypoglykæmi) er centralnervesystemet. Mindre hypoglykæmi manifesteres ved generel svaghed og træthed. Med et fald i blodglukosen til 2,2-1,7 mmol / l (40-30 mg%) udvikles kramper, delirium, bevidsthedsbevidsthed og vegetative reaktioner: øget svedtendens, ændringer i lumen i hudbeholdere mv. navnet "hypoglykæmisk koma". Indførelsen af glukose i blodet fjerner hurtigt disse lidelser.
Energi rolle glukose.
1. I celler anvendes glucose som en energikilde. Hoveddelen af glucose, efter at have passeret en række transformationer, bruges til syntese af ATP i processen med oxidativ phosphorylering. Mere end 90% af kulhydraterne forbruges til energiproduktion under glykolyse.
2. En yderligere måde at bruge energi på af glucose - uden dannelse af ATP. Denne vej hedder pentosephosphat. I leveren udgør den omkring 30% af glucosekonvertering, i fedtceller er det lidt mere. Denne energi forbruges til dannelsen af NADP, som tjener som en donor af hydrogen og elektroner, der er nødvendige for syntetiske processer - dannelsen af nukleinsyre og galdesyrer, steroidhormoner.
3. Omdannelsen af glucose til glycogen eller fedt forekommer i cellerne i lever og fedtvæv. Når kulhydratforretninger er lave, for eksempel under stress udvikler sig gluneogenese - syntesen af glukose fra aminosyrer og glycerol.
Ordningen med anvendelse af glukose i kroppen
Metabolismen af kulhydrater i den menneskelige krop består af følgende processer:
1. Fordøjelse i fordøjelseskanalen af poly- og disaccharider leveret med mad til monosaccharider, yderligere absorption af monosaccharider fra tarmene ind i blodet.
2. Syntese og nedbrydning af glycogen i væv (glycogenese og glycogenolyse), især i leveren.
Glycogen er den primære form for glucoseaflejring i dyreceller. I planter udføres den samme funktion af stivelse. Strukturelt er glycogen, ligesom stivelse, en forgrenet polymer af glucose. Glycogen er imidlertid mere forgrenet og kompakt. Forgrening giver en hurtig frigivelse, når glykogen nedbryder et stort antal terminale monomerer.
-er den primære form for glucoseopbevaring i dyreceller
-danner en energibesparelse, der hurtigt kan mobiliseres for at kompensere for den pludselige mangel på glukose
Indholdet af glykogen i vævene:
-Det deponeres i form af granuler i cytoplasma i mange typer af celler (primært lever og muskler)
-Kun glykogen, der opbevares i leverceller, kan forarbejdes til glukose for at fodre hele kroppen. Den samlede masse glycogen i leveren kan nå 100-120 gram hos voksne
-Leverglycogen splitter aldrig helt.
-I muskler behandles glycogen til glucose-6-phosphat udelukkende til lokalt forbrug. I glykogenens muskler akkumuleres ikke mere end 1% af den samlede muskelmasse.
-En lille mængde glycogen findes i nyrerne, og endnu mindre i gliale hjerneceller og leukocytter.
Syntese og nedbrydning af glycogen er ikke til at virke i hinanden, disse processer forekommer på forskellige måder.
Glykogenmolekylet indeholder op til 1 million glukosester, derfor forbruges en betydelig mængde energi i syntesen. Behovet for at omdanne glucose til glycogen skyldes det faktum, at akkumuleringen af en betydelig mængde glucose i cellen ville føre til en stigning i osmotisk tryk, da glucose er et højopløseligt stof. Tværtimod er glycogen indeholdt i cellen i form af granuler og er let opløselig.
Glycogen syntetiseres i løbet af fordøjelsesperioden (inden for 1-2 timer efter indtagelse af kulhydratfødevarer). Glycogenese forekommer særligt intensivt i lever- og skeletmusklerne.
For at inkludere 1 glucoserest i glykogenkæden, anvendes 1 ATP og 1 UTP.
Hovedaktivatoren - hormoninsulin
Det aktiveres i intervaller mellem måltider og under fysisk arbejde, når niveauet af glukose i blodet falder (relativ hypoglykæmi)
De vigtigste aktivatorer af henfald:
i leveren - hormonet glucagon
i musklerne - hormonet adrenalin
En forenklet hydrolyse af stivelse og glykogen i dyrekroppen.
3. Pentosephosphatvejen (pentose-cyklus) er den anaerobe vej med direkte oxidation af glucose.
Langs denne vej går ikke mere end 25-30% af glukosen i cellerne
Den resulterende ligning af pentosephosphatvejen:
6 glukosemolekyler + 12 NADP → 5 glucosemolekyler + 6 СО2 + 12 NADPH2
Den biologiske rolle pentosephosphatvejen i en voksen er at udføre to vigtige funktioner:
· Det er en leverandør af pentoser, som er nødvendige til syntese af nukleinsyrer, coenzymer, makroerger til plastiske formål.
· Ser som kilde til NADPH2, som igen er vant til:
1. Genoprettende synteser af steroidhormoner, fedtsyrer
2. deltager aktivt i neutralisering af giftige stoffer i leveren
4. Glycolyse - nedbrydning af glucose. Indledningsvis betød dette udtryk kun anaerob gæring, hvilket kulminerer i dannelsen af mælkesyre (lactat) eller ethanol og carbondioxid. I øjeblikket anvendes begrebet "glycolyse" mere bredt til at beskrive nedbrydning af glucose, som passerer gennem dannelsen af glucose-6-phosphat, fructosediphosphat og pyruvat både i fravær og i nærvær af oxygen. I sidstnævnte tilfælde anvendes udtrykket "aerob glykolyse" i modsætning til "anaerob glykolyse", der kulminerer i dannelsen af mælkesyre eller lactat.
glykolyse
Et lille, ucharget glucosemolekyle er i stand til at diffundere gennem en celle ved diffusion. For at glukose skal forblive i cellen, skal den omdannes til den ladede form (normalt glucose-6-phosphat). Denne reaktion kaldes blokering eller låsning.
Yderligere måder at bruge glucose-6-phosphat i celler:
-Glykolyse og fuldstændig aerob glucoseoxidation
-Pentosephosphatcyklus (partiel oxidation af glucose til pentose)
-Syntese af glycogen osv.
Glycolyse forekommer i cytoplasma af celler. Slutproduktet af dette trin er pyruvsyre.
ANAEROBISK GLYKOLYSIS - processen med glucosesplitning med dannelsen af slutproduktet af lactat gennem pyruvat. Det flyder uden brug af ilt og afhænger derfor ikke af mitokondrielle respiratoriske kædes arbejde.
Flyder i musklerne når der udføres intense belastninger i de første minutter af muskelarbejde i erytrocytter (hvor mitokondrier er fraværende) såvel som i forskellige organer under betingelser med begrænset oxygenforsyning, herunder i tumorceller. Denne proces tjener som en indikator for den forøgede cellefordelingshastighed med utilstrækkelig tilvejebringelse af deres blodkar.
1. Forberedende fase (provenu med omkostningerne til to ATP molekyler)
enzymer: glucokinase; phosphofructo isomerase;
2. Trinationen af dannelse af triose (opdeling af glucose i 2 tre carbonfragmenter)
Fructose-1,6-diphosphat → 2 glyceroaldehyd-3-phosphat
3. Oxidativt stadium af glycolyse (giver 4 mol ATP pr. 1 mol glucose)
2 glyceroaldehyd-3-phosphat + 2 NAD + → 2 PVK +2 ATP
2 PVK + 2 NADH * H + → 2 lactat + 2 NAD +
2NAD giver 6 ATP
Denne fremgangsmåde til ATP-syntese udført uden deltagelse af vævsrespiration og derfor uden oxygenforbrug, tilvejebragt af substratets reserveenergi, kaldes anaerob eller substrat, phosphorylering.
Dette er den hurtigste måde at få ATP på. Det skal bemærkes, at der i de tidlige stadier indtages to ATP-molekyler for at aktivere glucose og fructose-6-phosphat. Som følge heraf leds omdannelsen af glucose til pyruvat af syntesen af otte ATP-molekyler.
Den generelle ligning for glycolyse er:
Glucose + O2 + 8ADF + 8H3PO4 → 2 Pyruvat + 2H20 + 8 ATP,
eller
1. Glycolyse er en mitokondriel-uafhængig vej til produktion af ATP i cytoplasma (2 mol ATP pr. 1 mol glucose). Grundlæggende fysiologisk betydning - brugen af energi, der frigives i denne proces til syntese af ATP Glycolyse metabolitter bruges til at syntetisere nye forbindelser (nucleosider; aminosyrer: serin, glycin, cystein).
2. Hvis glykolyse fortsætter til lactat, sker NAD + "regenerering" uden deltagelse af vejrtrækning.
3. I celler, der ikke indeholder mitochondrier (erytrocytter, spermatozoer), er glycolyse den eneste måde at syntetisere ATP
4. Når mitokondrier forgiftes med carbonmonoxid og andre åndedrætsgift, tillader glykolyse at overleve
1. Glykolysens hastighed falder, hvis glucose ikke kommer ind i cellen (regulering med mængden af substrat), men glykogen dekomponering begynder snart, og glykolysens hastighed genoprettes
2. AMP (lavt energisignal)
3. Regulering af glycolyse med hormoner. Stimulere glykolyse: Insulin, adrenalin (stimulerer nedbrydningen af glykogen; i muskler dannes glucose-6-phosphat, og glykolyse aktiveres af substratet). Inhiberer glycolyse: Glucagon (undertrykker pyruvat-kinasegenet, translaterer pyruvatkinase i en inaktiv form)
Betydningen af anaerob glykolyse er kortfattet
- Under betingelser med intensivt muskulært arbejde, under hypoxi (for eksempel intens kørsel i 200m i 30 s) finder nedbrydning af kulhydrater midlertidigt sted under anaerobe forhold
- NADH-molekyler kan ikke donere deres brint, da luftvejskæden i mitokondrier "virker ikke"
- Derefter i cytoplasma er en god acceptor af hydrogen pyruvat, det endelige produkt i 1. trin.
- I ro og efter intensiv muskulatur begynder ilt at komme ind i cellen.
- Dette fører til "lanceringen" af luftvejskæden.
- Som følge heraf hæmmes den anaerobe glycolyse automatisk og skifter til aerob, mere energieffektiv
- Inhiberingen af anaerob glykolyse ved oxygen ind i cellen kaldes PASTER EFFECT.
PASTER EFFECT. Det består af respirationsdepression (O2a) anaerob glykolyse, dvs. skifte fra aerob glykolyse til anaerob oxidation forekommer. Hvis stoffer leveres med O2, derefter 2NADN2, oxidationen dannet i løbet af den centrale reaktion oxideres i luftvejskæden, derfor bliver PVC ikke til lactat, men ind i acetyl CoA, som er involveret i TCA-cyklen.
Den første fase af nedbrydning af kulhydrater - anaerob glykolyse - er næsten reversibel. Fra pyruvat såvel som fra lactat, der opstår under anaerobe tilstande (mælkesyre), kan glucose syntetiseres, og fra det glykogen.
Ligheden af anaerob og aerob glykolyse ligger i, at disse processer fortsætter på samme måde med deltagelse af de samme enzymer forud for dannelsen af PVC.
Fuldstændig AEROBISK GLUCOSEOXIDATION (PAOG):
På grund af mitokondriernes aktivitet er det muligt at fuldstændigt oxidere glukose til kuldioxid og vand.
I dette tilfælde er glycolyse det første trin i den oxidative metabolisme af glucose.
Før inkorporering af mitokondrier i PAOG, skal glycolytisk lactat omdannes til PVC.
1. Glykolyse med den efterfølgende omdannelse af 2 mol lactat til 2 mol PVA og transport af protoner til mitokondrier
2. Oxidativ dekarboxylering af 2 mol pyruvat i mitokondrier med dannelsen af 2 mol acetylCoA
3. Forbrænding af acetylresten i Krebs-cyklen (2 omdrejninger af Krebs-cyklen)
4. Væskefylde og oxidativ phosphorylering: NADH * H + og FADH2, der er dannet i Krebs-cyklen, oxidativ dekarboxylering af pyruvat og overført via malat-shuttle fra cytoplasmaet, anvendes
Stadier af katabolisme på eksemplet af PAOG:
-Glykolyse, transport af protoner til mitokondrier (I stadium),
- oxidativ dekarboxylering af pyruvat (trin II)
-Krebs Cycle - Trin III
-Tissue respiration og konjugeret oxidativ phosphorylering - Trin IV (mitokondrisk ATP syntese)
II. I anden fase spaltes kuldioxid og to hydrogenatomer fra pyrodruesyre. De opdelte hydrogenatomer i respirationskæden overføres til oxygen med samtidig syntese af ATP. Eddikesyre dannes fra pyruvat. Hun slutter sig til et særligt stof, coenzym A.
Dette stof er en bærer af syreester. Resultatet af denne proces er dannelsen af stoffet acetyl coenzym A. Dette stof har en høj kemisk aktivitet.
Den endelige ligning af anden fase:
СЗН4ОЗ + 1 / 2О2 + HSKoA + 3 ADP + 3 НзРО4 - СНз- С
SKoA + CO2 + H2O + 3ATF
Pyruvat Coenzym A Acetyl CoA
Acetylcoenzym A gennemgår yderligere oxidation i tricarboxylsyrecyklusen (Krebs-cyklen) og omdannes til CO2 og H20.
III. Dette er tredje fase. På grund af den frigivne energi på dette stadium udføres ATP-syntese også.
Trikarboxylsyrecyklussen (TCA) er det sidste stadium i katabolismen af ikke kun kulhydrater, men af alle andre klasser af organiske forbindelser. Dette skyldes det faktum, at nedbrydning af kulhydrater, fedtstoffer og aminosyrer producerer et fælles mellemprodukt, eddikesyre, associeret med dets bærer, coenzym A, i form af acetylco-enzym A.
Krebs-cyklen forekommer i mitokondrier med det obligatoriske forbrug af ilt og kræver funktionen af vejrtrækningen.
Den første reaktion af cyklussen er interaktionen mellem acetylco-enzym A og oxal-eddikesyre (SCHUK) med dannelsen af citronsyre.
Citronsyre indeholder tre carboxylgrupper, dvs. er tricarboxylsyre, hvilket forårsagede navnet på denne cyklus.
Derfor kaldes disse reaktioner citronsyrecyklussen. Frembringelse af en serie af intermediære tricarboxylsyrer, citronsyre omdannes igen til oxal-eddikesyre, og cyklus gentagelserne. Resultatet af disse reaktioner er dannelsen af split hydrogen, som efter passage gennem luftvejskæden danner vand med oxygen. Overførslen af hvert par hydrogenatomer til oxygen ledsages af syntesen af tre ATP-molekyler. I alt syntetiserer oxidationen af et molekyl acetylco-enzym A et 12 ATP molekyler.
Final Krebs Cycle Equation (tredje fase):
SKoA + 2О2 + Н2О + 12АДФ + 12 Н3РО → НSKoA + 2 СО2 + Н2О + 12АТФ
Schematisk kan Krebs-cyklen repræsenteres som følger:
Som et resultat af alle disse reaktioner dannes 36 ATP molekyler. I alt producerer glycolyse 38 ATP molekyler pr. Glukosemolekyle.
Glucose + 6 02 + 38 ADF + 38 H3 PO4 → 6CO2 + 6 H2O + 38 ATP
TCA's biologiske rolle
Krebs-cyklen udfører en integration, amfibolisk (dvs. katabolisk og anabolsk), energi og hydrogen-donor rolle.
1. Integrationsrollen er, at TCA er den endelige fælles måde at oxidere brændstofmolekylerne på - kulhydrater, fedtsyrer og aminosyrer.
2. Acetyl CoA oxideres i TCA-cyklusen - dette er en katabolisk rolle.
3. Cyklusens anabolske rolle er, at den leverer mellemprodukter til biosyntetiske processer. For eksempel anvendes oxaloacetat til syntesen af aspartat, a-ketoglutarat til dannelse af glutamat og succinyl-CoA til syntese af hæm.
4. Et ATP-molekyle er dannet i CTC på niveauet af substratphosphorylering - dette er en energirolle.
5. Hydrogen-donor består i, at CTC leverer med de reducerede coenzymer NADH (H +) og FADH2 en respiratorisk kæde, hvor oxideringen af hydrogenet af disse coenzymer til vand kombineret med ATP-syntesen forekommer. Under oxidationen af et acetyl-CoA-molekyle i TCA-cyklusen dannes 3 NADH (H +) og 1 FADH2.
Trin IV. Tissue respiration og konjugeret oxidativ phosphorylering (mitokondriel ATP syntese)
Dette er overførslen af elektroner fra de reducerede nukleotider til oxygen (gennem luftvejskæden). Det ledsages af dannelsen af det endelige produkt - et vandmolekyle. Denne elektrontransport er forbundet med syntesen af ATP i processen med oxidativ phosphorylering.
Oxidation af organisk stof i celler ledsaget af iltforbrug og vandsyntese kaldes vævsånding, og elektronoverførselskæden (CPE) kaldes åndedrætskæden.
Egenskaber ved biologisk oxidation:
1. Flow ved kropstemperatur;
2. I nærværelse af H20;
3. Flow gradvist gennem adskillige faser med deltagelse af enzymbærere, som reducerer aktiveringsenergien, er der et fald i fri energi med det resultat, at energi frigives i portioner. Derfor ledsages oxidation ikke af en stigning i temperaturen og fører ikke til eksplosion.
De elektroner, der kommer ind i CPE'en, når de bevæger sig fra en transportør til en anden, taber fri energi. Meget af denne energi er lagret i ATP, og nogle er spredt som varme.
Overførslen af elektroner fra oxiderede substrater til ilt forekommer i flere trin. Det involverer et stort antal mellemliggende bærere, som hver især er i stand til at vedhæfte elektroner fra en tidligere bærer og overføre til den næste. Således opstår en kæde af redox reaktioner, hvilket resulterer i reduktionen af O2 og syntesen af H20.
Transporten af elektroner i respiratorisk kæde er konjugeret (forbundet) med dannelsen af protongradienten, som er nødvendig for syntesen af ATP. Denne proces kaldes oxidativ phosphorylering. Med andre ord er oxidativ phosphorylering den proces, hvor energien af biologisk oxidation omdannes til kemisk energi af ATP.
Funktion i luftvejskæden - anvendelse af reducerede respiratoriske vektorer dannet i reaktionerne af metabolisk oxidation af substrater (hovedsagelig i tricarboxylsyrecyklussen). Hver oxidativ reaktion i overensstemmelse med mængden af frigivet energi er "betjent" af den tilsvarende respiratoriske bærer: NADF, NAD eller FAD. I luftvejskæden diskrimineres protoner og elektroner: Mens protoner transporteres over membranen, skaber ΔpH, bevæger elektroner sig langs bærekæden fra ubiquinon til cytochromoxidase, hvilket genererer den elektriske potentialforskel, der er nødvendig for dannelsen af ATP ved proton ATP-syntase. Således "væser vævsånden" den mitokondrie membran og oxidativ phosphorylering "udleder" den.
ÅNDEDRET KONTROL
Elektronoverførsel via CPE- og ATP-syntese er nært beslægtet, dvs. kan kun forekomme samtidigt og synkront.
Med en stigning i ATP-forbruget i cellen øges mængden af ADP og dens tilstrømning i mitokondrier. Forøgelse af koncentrationen af ADP (ATP-syntasesubstrat) øger hastigheden af ATP-syntese. Således svarer ATP-syntesehastigheden nøjagtigt til cellens energibehov. Acceleration af respiration af væv og oxidativ phosphorylering med stigende koncentrationer af ADP kaldes respiratorisk kontrol.
I reaktionerne af CPE omdannes en del af energien ikke til energi af ATP's makroergiske bindinger, men afgives som varme.
Forskellen i elektriske potentialer på mitokondriamembranen skabt af respirationskæden, som virker som en molekylær leder af elektroner, er drivkraften til dannelsen af ATP og andre typer af nyttig biologisk energi. Dette koncept om energikonvertering i levende celler blev fremsat af P. Mitchell i 1960 for at forklare molekylær mekanisme for konjugering af elektrontransport og dannelse af ATP i respirationskæden og hurtigt opnåede international anerkendelse. Til udvikling af forskning inden for bioenergi blev P. Mitchell i 1978 tildelt Nobelprisen. I 1997 blev P. Boyer og J. Walker tildelt Nobelprisen for at klarlægge de molekylære virkningsmekanismer af det primære enzym af bioenergi, proton-ATP-syntase.
Beregning af PAOG's effekt i trin:
Glycolyse - 2 ATP (substratphosphorylering)
Overførsel af protoner til mitokondrier - 2 NADH * H + = 6 ATP
Oxidativ dekarboxylering af 2 mol PVA - 2 NADH * H + = 6 ATP
Krebs-cyklus (inklusive TD og OF) - 12 * 2 = 24 mol ATP under forbrændingen af 2 acetylrester
I alt: 38 mol ATP med fuldstændig forbrænding af 1 mol glucose
1) tilvejebringer en forbindelse mellem respiratoriske substrater og Krebs-cyklen;
2) leverer til cellebehovet to ATP-molekyler og to NADH-molekyler under oxidationen af hvert glukosemolekyle (under anoxia betingelser synes glykolyse at være hovedkilden for ATP i cellen);
3) producerer mellemprodukter til syntetiske processer i cellen (for eksempel phosphoenolpyruvat, der er nødvendigt for dannelsen af phenolforbindelser og lignin);
4) i chloroplaster tilvejebringer en direkte vej til ATP-syntese, uafhængig af NADPH-forsyning; Derudover metaboliseres lagret stivelse via glycolyse i chloroplaster til triose, som derefter eksporteres fra chloroplast.
Virkningen af glycolyse er 40%.
5. Interconversion af hexoser
6. Glukoneogenese - dannelsen af kulhydrater fra ikke-kulhydratprodukter (pyruvat, lactat, glycerol, aminosyrer, lipider, proteiner osv.).