Acasă | Despre noi | feedback-ul
Glicoliza, sistemul fosfogen, sistemul "acid glicogen-lactic".
În citozol, apar cele mai vechi procese evolutive de formare și utilizare a energiei chimice, numite glicoliză sau oxidare anaerobă a glucozei. Glicoliza este o secvență de reacții în care o moleculă de glucoză care conține șase atomi de carbon este transformată în două molecule de acid lactic conținând câte trei atomi de carbon fiecare. (Într-un mediu apos lactic și alți acizi organici sunt disociate pentru a forma anionul corespunzător având un nume unic. In particular, lactic anionul lactat de acid se numește). Pentru această transformare sunt necesare unsprezece reacții enzimatice consecutive, adică reacții chimice catalizate de enzime. Reacția inițială este fosforilarea (activarea) de glucoză la glucoz-6-fosfat într-o reacție de transfosforilare cu ATP. Enzima care catalizează această reacție se numește hexokinază. În a doua reacție se utilizează începând o altă moleculă de ATP, de data aceasta pentru fosforilarea fructoză-6-fosfat (format prin izomerizarea glucozei-6-fosfat) de fosfofructochinază enzimă. Alte reacții și enzime care le catalizează sunt detaliate în toate manualele de biochimie. Aici vom examina doar problema energiei oxidării anaerobe. Ecuația totală de glicoliză are forma
Trebuie amintit că în prima etapă a glicolizei se utilizează 2 molecule ATP, dar în a doua etapă se formează 4 ATP-uri. Ca glicoliză rezultat este o reducere generală a sistemului prin care se dispune în oxidarea glucozei are loc și scăderea energiei libere și această valoare este de aproximativ 50 kcal (47,4 kcal) per mol de glucoză reciclat. Aproximativ 50% din energia degajată (22-26 kcal) consumat pentru sinteza în timpul glicolizei 2 molecule de ATP, restul este disipată sub formă de căldură. Astfel, eficiența oxidării anaerobe depășește 50%.
În ciuda faptului că eficiența glicoliza este foarte mare, formarea anaerob ATP în timpul glicolizei este relativ ineficientă, așa cum au format la aceleași produse finale încă transporta o cantitate foarte mare de energie, care ar putea sta la mai profund oxidarea lor. Prin urmare, pentru majoritatea celulelor animale, glicoliza servește doar ca un substrat pentru calea de oxidare aerobă care trece prin mitocondrii. În acest caz, glicoliza nu include 11, ci 10 reacții enzimatice și produsul final este acid piruvic (anion - piruvat). Piruvatul rezultat intră repede în mitocondrii, unde este complet oxidat la CO2 și H2O într-un proces evolutiv mai tânăr - ciclul de acizi tricarboxilici. Cu toate acestea, în anumite condiții, de exemplu, într-un mușchi care lucrează la sarcină maximă, glicoliza este principala sursă de energie. Să analizăm în detaliu aspectul fiziologic al acestui fenomen. O caracteristică caracteristică a mușchilor este prezența în ele a unei cantități semnificative de glicogen - o polizaharidă foarte ramificată constând din reziduurile de D-glucoză. Glicogenul este folosit exclusiv ca "combustibil" de rezervă pentru glicoliza și formarea ATP în timpul contracției intense a mușchilor. În acest caz, este scindată anterior enzima fosforilaza (proces continuă folosind acid fosforic și se numește fosforilază) pentru a forma glucoza-6-fosfat. care este, după cum sa indicat deja, produsul primei reacții de glicoliză și în cazul în care glucoza este utilizată ca substrat. Deoarece activarea (fosforilare) a glucozei în acest caz, fosfatul anorganic este folosit în loc de ATP, întreg format din 3 molecule de ATP (randament de 1,5 ori mai mare) în descompunerea unei unități de glucoza. Când efort prin divizarea glicogen căii glicolitice crește de multe ori, iar alimentarea cu oxigen a celulelor poate fi chiar redusă din cauza dificultăților de aprovizionare din sânge mușchi foarte mult scurtate. Ca rezultat, oxigenul nu este suficient pentru procesele de oxidare aerobă a piruvatului în mitocondrii și cantitatea sa în mitocondrii și citozol crește semnificativ. În aceste condiții, glicoliza în celulele musculare trece la o cale anaerobă. O parte a piruvatului este implicată în a 11-a reacție de glicoliză catalizată de enzima lactat dehidrogenază și a cărui produs este acid lactic. Prin urmare, la efort fizic ridicat, concentrația de acid lactic în celulele musculare crește puternic, pătrunde în spațiul intercelular și chiar sânge, provocând o senzație de oboseală și dureri musculare. După ce mușchiul încetează să mai efectueze o muncă fizică și se relaxează, intensitatea glicolizei în celulele musculare scade drastic și crește cantitatea de oxigen. Procesele de oxidare aerobă a piruvatului în mitocondrii sunt activate și concentrația sa în citozol scade. Direcția reacției dintre piruvat și lactat se schimbă în direcția opusă și aceeași enzimă - lactat dehidrogenază - transformă acidul lactic acumulat în mușchi în piruvat. În plus, acidul lactic din fluxul sanguin la ficat, unde este folosit pentru sinteza glucozei in procesul anabolic care curge în direcția opusă și să fie glyukolizu cunoscute - gluconeogeneza. Raportul dintre procesele de glicoliză și gluconeogeneză și intensitatea acestora este semnificativ diferit în diferite tipuri de celule. Specificitatea organelor și țesuturilor se aplică pe deplin altor reacții metabolice. În consecință, compartmentalizarea reacțiilor metabolice nu există numai în celulă, ci și la nivelul întregului organism. Fiecare tip de celule și țesuturi au caracteristici metabolice specifice și interacționează strâns unele cu altele.
Un proces similar cu glicoliza, numit fermentare alcoolică sau pur și simplu fermentație, este principala sursă de energie în microorganismele anaerobe, în special drojdia. Când este fermentat, spre deosebire de glicoliza, acidul piruvic rezultat nu se transformă în acid lactic, ci alcool etilic. În acest caz, se eliberează dioxid de carbon. Fermentația alcoolică a zahărului de struguri a fost folosită în vinificația din cele mai vechi timpuri.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: