กลูโคส

จากมุมมองทางเคมี กลูโคส เป็น น้ำตาล หกคาร์บอนจึงตกอยู่ในประเภทของเฮกซะส

กลูโคสเป็น monosaccharide เช่นน้ำตาลที่ไม่สามารถย่อยเป็นคาร์โบไฮเดรตได้ง่าย

น้ำตาลเชิงซ้อนส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารสัตว์จะถูกผ่าและลดน้ำตาลกลูโคสและคาร์โบไฮเดรตอย่างง่ายอื่น ๆ

ที่จริงแล้วกลูโคสนั้นได้มาจากการไฮโดรไลซิสของคาร์โบไฮเดรตหลายชนิดรวมถึงซูโครสมอลโตสเซลลูโลสแป้งและไกลโคเจน

ตับสามารถแปลงน้ำตาลอื่น ๆ เช่นฟรุคโตสไปเป็นกลูโคสได้

เริ่มต้นจากกลูโคสเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต

ระดับกลูโคสในเลือดและเนื้อเยื่อถูกควบคุมอย่างแม่นยำโดยฮอร์โมนบางชนิด (อินซูลินและกลูคากอน); กลูโคสส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในเนื้อเยื่อบางส่วนรวมถึงกล้ามเนื้อในรูปแบบของไกลโคเจน

ในเชิงลึก:

กลูโคสเป็นอาหาร (เดกซ์โทรส)
น้ำตาลในเลือด (น้ำตาลในเลือด)
กลูโคสในปัสสาวะ (glycosuria)
การขนส่งกลูโคส GLUT
การเปลี่ยนแปลงความทนทานต่อกลูโคส
OGTT การทดสอบน้ำตาลกลูโคสในช่องปาก
วงจรน้ำตาลอะลานีน
น้ำเชื่อมกลูโคส

glycolysis

เส้นทางการเผาผลาญเซลลูลาร์ที่สำคัญมีหน้าที่ในการเปลี่ยนกลูโคสให้เป็นโมเลกุลที่ง่ายขึ้นและการผลิตพลังงานในรูปของ adenosine triphosphate (ATP)

ไกลคอลไลซิสเป็นกระบวนการทางเคมีโดยโมเลกุลของกลูโคสจะถูกแบ่งออกเป็นสองโมเลกุลของกรด pyruvic; ปฏิกิริยานี้นำไปสู่การผลิตพลังงานที่เก็บไว้ใน 2 ATP โมเลกุล

ไกลคอลไลซิสมีลักษณะเฉพาะที่สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในที่ที่มีและไม่มีออกซิเจนแม้ว่าในกรณีที่สองจะมีการผลิตพลังงานน้อยลง

ภายใต้สภาวะแอโรบิกโมเลกุลของกรดไพรรูวิคสามารถเข้าสู่วงจร Krebs และผ่านชุดของปฏิกิริยาที่กำหนดการสลายตัวที่สมบูรณ์ของพวกเขากับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
อย่างไรก็ตามในสภาวะไร้ออกซิเจนอย่างไรก็ตามโมเลกุลของกรดไพรรูวิคจะถูกย่อยสลายในสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ เช่นกรดแลคติกหรือกรดอะซิติกผ่านกระบวนการหมัก

ขั้นตอนของ Glycolysis

เหตุการณ์หลักที่เป็นลักษณะของกระบวนการ glycolysis คือ:

กลูโคสฟอสโฟรีเลชั่น: กลุ่มฟอสเฟตสองกลุ่มจะถูกเพิ่มเข้าไปในโมเลกุลกลูโคสซึ่งจัดทำโดยโมเลกุล ATP สองโมเลกุลซึ่งกลายเป็น ADP จึงเกิดกลูโคส 1, 6-diphosphate

เปลี่ยนเป็นฟรุกโตส 1, 6-diphosphate : 1, 6-diphosphate กลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นฟรักโทส 1, 6-diphosphate ซึ่งเป็นสารประกอบกลางที่มีอะตอมของคาร์บอนหกอะตอมซึ่งแบ่งออกเป็นสองสารประกอบที่ง่ายกว่า สามอะตอมคาร์บอน: dihydroxyacetone ฟอสเฟตและ glyceraldehyde 3-phosphate Dihydroxyacetone phosphate จะถูกเปลี่ยนเป็นโมเลกุล 3-glycate glyceraldehyde อีก;

การก่อตัวของกรด pyruvic : สารประกอบทั้งสองที่มีอะตอมของคาร์บอนสามตัวถูกเปลี่ยนเป็นกรด 1, 3-diphosphoglycerate จากนั้นใน phosphoglycerate; จากนั้นใน phosphoenolpyruvate; ในที่สุดในสองโมเลกุลของกรด pyruvic

ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้จะทำการสังเคราะห์โมเลกุลสี่ของ ATP และ 2 ของ NADH

การประเมินสถานการณ์

Glycolysis เริ่มต้นจากโมเลกุลกลูโคสที่ช่วยให้ได้รับ:

การผลิตสุทธิของ 2 ATP โมเลกุล
การก่อตัวของ 2 โมเลกุลของสารประกอบ NADH (nicotinamide adenin dinucleotide) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวขนส่งพลังงาน

ความสำคัญของ glycolysis

ในสิ่งมีชีวิต, glycolysis เป็นขั้นตอนแรกของเส้นทางการเผาผลาญของการผลิตพลังงาน; มันช่วยให้การใช้กลูโคสและน้ำตาลอย่างง่ายอื่น ๆ เช่นฟรุกโตสและกาแลคโตส ในมนุษย์เนื้อเยื่อบางชนิดซึ่งโดยปกติจะมีการเผาผลาญออกซิเจนแบบแอโรบิคในเงื่อนไขเฉพาะของการขาดออกซิเจนมีความสามารถในการได้รับพลังงานขอบคุณ glycolysis สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เช่นในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อซึ่งมีการออกแรงทางกายภาพที่รุนแรงและยาวนาน ด้วยวิธีนี้ความยืดหยุ่นของระบบการผลิตพลังงานซึ่งสามารถทำตามวิธีการทางเคมีที่แตกต่างกันทำให้ร่างกายสามารถตอบสนองความต้องการได้ อย่างไรก็ตามเนื้อเยื่อบางส่วนไม่สามารถทนต่อการขาดออกซิเจน ยกตัวอย่างเช่นกล้ามเนื้อหัวใจมีความสามารถต่ำกว่าในการทำ glycolysis ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะทนต่อภาวะ anaerobiosis ได้ยากขึ้น

ลึกลงไปใน glycolysis »

Glycolysis anaerobia

ภายใต้เงื่อนไขของ anaerobiosis (ขาดออกซิเจน) ไพรูเวตจะถูกเปลี่ยนเป็นโมเลกุลของกรดแลคติคโดยปล่อยพลังงานในรูปของเอทีพี

กระบวนการนี้ซึ่งผลิต ATP 2 โมเลกุลไม่สามารถคงอยู่ได้นานกว่า 1 หรือ 2 นาทีเนื่องจากการสะสมของกรดแลคติคทำให้เกิดความรู้สึกอ่อนเพลีย

ในที่ที่มีออกซิเจนกรดแลคติกที่เกิดขึ้นจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดไพรรูวิคซึ่งจะถูกเผาผลาญเนื่องจากวัฏจักร Krebs

รอบ Krebs

กลุ่มปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ในระหว่างกระบวนการหายใจของเซลล์ ปฏิกิริยาเหล่านี้มีความรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลที่มาจากไกลคอลไลซิสเป็นคาร์บอนไดออกไซด์น้ำและพลังงาน กระบวนการนี้ได้รับการสนับสนุนจากเอนไซม์เจ็ดชนิดเรียกว่าวัฏจักรของกรดไตรคาร์บอกซิลิกหรือกรดซิตริก วงจร Krebs นั้นทำงานได้ในสัตว์ทุกชนิดพืชที่สูงขึ้นและแบคทีเรียส่วนใหญ่ ในเซลล์ยูคาริโอตวัฏจักรเกิดขึ้นในเซลล์ออร์แกเนลล์เรียกว่าไมโตคอนเดรียน การค้นพบวัฏจักรนี้มีสาเหตุมาจากนักชีวเคมีชาวอังกฤษฮันส์อดอล์ฟเครปส์ซึ่งในปีพ. ศ. 2480 บรรยายทางเดินหลักของมัน

ปฏิกิริยาหลัก

ในตอนท้ายของ glycolysis โมเลกุล pyruvate ทั้งสองเกิดขึ้นซึ่งเข้าสู่ mitochondria และจะถูกเปลี่ยนเป็นกลุ่ม acetyl แต่ละกลุ่ม acetyl ที่มีอะตอมของคาร์บอนสองตัวจับกับโคเอนไซม์ทำให้เกิดสารประกอบที่เรียกว่า acetylchenzyme A

ในทางกลับกันนี้จะรวมกับโมเลกุลสี่คาร์บอนออกซาเลตเพื่อสร้างสารประกอบกรดหกคาร์บอนกรดซิตริก ในทางเดินต่อเนื่องของวัฏจักรโมเลกุลของกรดซิตริกจะค่อยๆทำใหม่ดังนั้นจึงสูญเสียอะตอมของคาร์บอนสองอะตอมที่ถูกกำจัดในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ ในขั้นตอนเหล่านี้จะมีการปล่อยอิเล็กตรอนสี่ตัวที่จะใช้สำหรับขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจของเซลล์, ออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชัน

ลึกลงไปในวงจร Krebs »

phosphorylation ออกซิเดชัน

ขั้นตอนที่สามของการหายใจของเซลล์เรียกว่า oxidative phosphorylation และเกิดขึ้นที่ระดับ mitochondrial ridges (รอยพับของเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย) ประกอบด้วยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนของ NADH ไปยังห่วงโซ่การขนส่ง (เรียกว่าเชนทางเดินหายใจ) ซึ่งเกิดจากไซโตโครมสจนถึงออกซิเจนซึ่งเป็นตัวแทนของอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย ทางเดินของอิเล็กตรอนเกี่ยวข้องกับการปล่อยพลังงานที่ถูกเก็บไว้ในพันธะของ 36 โมเลกุลของ adenosine diphosphate (ADP) ผ่านการรวมกลุ่มฟอสเฟตและนำไปสู่การสังเคราะห์ 36 โมเลกุลของ ATP จากการลดลงของออกซิเจนและ H + ไอออนที่เกิดขึ้นหลังจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก NADH และ FADH โมเลกุลของน้ำจะถูกเพิ่มเข้าไปในสิ่งที่เกิดขึ้นกับวงจร Krebs

กลไกการสังเคราะห์ของ ATP

โปรตอนจะถูกส่งผ่านเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรียนในกระบวนการแพร่กระจาย เอนไซม์ ATP synthetase จึงได้รับพลังงานเพียงพอในการผลิตโมเลกุล ATP ถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตไปยัง ADP

การถ่ายโอนอิเล็กตรอนผ่านทางระบบทางเดินหายใจนั้นจำเป็นต้องมีการแทรกแซงของเอนไซม์ที่เรียกว่า dehydrogenases ซึ่งมีหน้าที่ "ฉีก" ไฮโดรเจนไปยังโมเลกุลของผู้บริจาค (FADH และ NADH) เพื่อให้พวกมันผลิต H + ไอออนและอิเล็กตรอนสำหรับห่วงโซ่การหายใจ ; นอกจากนี้กระบวนการนี้ต้องมีวิตามินบางตัว (โดยเฉพาะวิตามิน C, E, K และวิตามิน B2 หรือ riboflavin)

จุดสถานการณ์: