Dezintegrarea glicogenului - mobilizarea carbohidraților
Procesul de descompunere a glicogenului la moleculele de glucoză se numește mobilizarea carbohidraților. Scindarea glicogenului apare în principal prin fosforoliză care implică enzima glicogen fosforilază și acid fosforic (H3PO4). Molecula de glucoză este scindată din glicogen sub formă de glucoz-1-fosfat:
(C6H10O5) n + H3PO4 Fosforilază glucoz-1-fosfat + (C6H10O5) n-1
Glucoza-1-fosfat rezultată este rapid transformată în glucoz-6-fosfat. În ficat, este scindat de enzime fosfatazice în glucoză liberă și acid fosforic. Moleculele de glucoză liberă intră cu ușurință în fluxul sanguin și sunt folosite de multe țesuturi ale corpului ca substrat energetic. În mușchii scheletici, astfel de fosfataze lipsesc, prin urmare, glicogenul din ele este utilizat numai pentru nevoile proprii.
Rata de degradare a glicogenului în mușchi depinde de activitatea lor funcțională, iar în ficat - la nivelul glucozei din sânge. În activitatea musculară, rata de mobilizare a glicogenului în ficat depinde de intensitatea încărcăturii: în cazul muncii moderate, crește de 2-3 ori, iar când este intensă, crește cu 7-10 ori în comparație cu starea de repaus.
Descompunerea glicogenului în ficat continuă în timpul perioadei de repaus. Glucoza rezultată contribuie la restaurarea rezervelor de glicogen în mușchii cardiace și scheletici, adică există o redistribuire a carbohidraților între țesuturile individuale.
Extracția de energie metabolică din glucide apare în aproape toate celulele umane și cuprinde două faze principale - anoxic (anaerob) oxidare, care are loc în citosol de glicolizei predominant scheletice musculare numite și oxigen oxidarea (aerob), care apar în mitocondrii Enzyme ciclu acid citric și lanțul respirator.
Glycolysis - o degradare treptată a moleculelor de glucoză, sau glicogen (glicogenolizei) la două molecule de acid piruvic, care este transformat în acid lactic în condiții anaerobe. Acesta include zece reacții chimice. Acest proces poate fi împărțit în două etape principale - pregătitoare și oxidative. În faza de pregătire a moleculei de glucoză scade treptat la două molecule de 3-fosfogliceraldehid și utilizează două molecule de ATP. În stadiul oxidativ, oxidarea lor ulterioară are loc cu formarea de piruvat și patru molecule ATP. Ea începe cu activarea glicoliză a moleculei de glucoză în prezența ATP pentru a forma glucoza-6-fosfat și fosforilază glicogen cu eliminarea glucoză-1-fosfat. reacția de fosforilare a glucozei catalizată de enzima hexochinază si necesita 2+ Mg. Hexocinaza este o enzimă allosterică de reglementare, a cărei activitate depinde de conținutul de ATP din celulă. La concentrația de ATP scăzută de enzimă activă și la concentrații mari - nu este activ și procesul de glicoliza „off“, deoarece energia nu este utilizată în prezent. Mai departe, glucoză 6-fosfat este transformată în fructoză 6-fosfat care implică enzima glyukozofosfatizomerazy. Fructoza 6-fosfat este fosforilat folosind energia ATP, formând astfel o fructoză 1,6-bifosfat. Reacția este catalizată de enzima fosfofructokinază (PFK).
Fosfofructokinaza este enzima cheie allosterică care reglează rata de glicoliză. Activitatea sa depinde de concentrația ATP și a altor metaboliți (acid lactic, citrat), care îi afectează activitatea. Astfel, în mușchi în repaus, concentrația de ATP este relativ mare și procesul de glicoliză nu este activ. În timpul muncii musculare, ATP este consumat intens, ceea ce crește activitatea PFK și duce la o creștere a glicolizei. Cu toate acestea, acumularea de acid lactic - produsul final al glicolizei anaerobe - inhibă această enzimă și rata de glicoliză.
Prima etapă a glicolizei se termină reacția de scindare de fructoză-1,6-difosfat în două triose - fosfodioksiatseton fosfogliceraldehid și sub influența enzimei aldolază. Triozele formate sunt izomeri și sunt capabili de interconversie. În reacțiile de glicoliză ulterioare, intră două modele de aldehidă 3-fosfoglicerol.
Etapa de oxidare incepe cu oxidarea 3-fosfogliceraldehid dehidrogenaza care implică cuprinzând NAD coenzimă, și acid fosforic. Coenzima NAD în această reacție adaugă hidrogen și este transformată în NADH2. În condiții aerobe, NADH2 poate transfera hidrogenul la oxigen cu formarea unui DATF. Acidul rezultat 1,3-difosfoglitserinovaya cuprinde legătură makroergeticheskuyu și perefosforilirovaniya start capabile reacționat cu ADP, conducând la formarea de ATP și acid 3-phosphoglyceric. Un astfel de proces de formare a ATP se numește fosforilare substrat. Acesta este catalizat de fosfoglicerat kinaza enzimatică.
acid 3-phosphoglyceric sub influența enzimei phosphoglyceromutase transformată în acid 2-phosphoglyceric. Ultima de enolaza enzima pierde o molecula de apă și se transformă în acid fosfoenolpirovinogradnuyu. Ca rezultat al procesului redox intramoleculare la al doilea atom de carbon din acidul format legătură macroergice la rupere care implică enzima piruvat kinază se transferă reziduuri de fosfor din acid fosfoenolpirovinogradnoy la ADP (a doua fosforilarea substratului) precum și formarea a două molecule de acid piruvic și două molecule de ATP .
Glicoliza în condiții anaerobe este completă prin reacția de reducere a acidului piruvic cu acidul lactic prin acțiunea enzimei lactat dehidrogenază. Sursa de hidrogen este moleculele NADH2, formate în timpul oxidării aldehidei 3-fosfoglicerol. Astfel, produsul final al glicolizei anaerobe este acidul lactic. În condiții aerobe, acidul piruvic nu este transformat în acid lactic și este oxidat în continuare într-un ciclu de acid citric până la produsele finale de metabolizare. Ecuația generală a procesului de glicoliză poate fi reprezentată în formă
С6Н12О6 + 2АТФ + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НД 2С3Н6О3 + 4АТФ + .2НДН2 + 2Н2О
# 8710; Qo = -196 kJ mol-1
61 kJ de 135 kJ acumulat este disipată în ATP sub formă de căldură
În procesul de glicoliză, 196 kJ de energie este eliberată treptat. Cea mai mare parte este disipată sub formă de căldură (135 kJ), în timp ce partea mai mică se acumulează în legăturile macroergice ale două molecule ATP. Eficiența stocării energiei sub formă de ATP în timpul glicolizei este de 40%. Cea mai mare parte a energiei acumulate în molecula de glucoză (2880 kJ) rămâne în produsul de glicoliză - două molecule de acid lactic și poate fi eliberată numai prin oxidarea lor aerobă. Multe substanțe necesare pentru procesele plastice din celule se formează în glicoliză. Mai ales multe dintre acestea acumulează acid lactic, care difuzează rapid de la mușchii scheletici în sânge și afectează starea de bază acidă a corpului. Nivelul acidului lactic din sânge reflectă într-o anumită măsură intensitatea glicolizei în mușchi, deoarece acidul metabolizează parțial în ele. În mod normal, concentrația de acid lactic în sânge este cuprinsă între 1 și 1,5 mmol L-1.
Acidul lactic într-un mediu apos disociază într-un proton de hidrogen (H +) și un anion al reziduului acid:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: