Energiafolyamatok a citoplazmában
Kezdőlap | Rólunk | visszacsatolás
Glikolízis, a foszfogén rendszer, a "glikogén-tejsav" rendszer.
A citoszolban előforduló legősibb evolúciós értelemben a képzés és felhasználás kémiai energia, az úgynevezett glikolízis vagy anaerob glükóz oxidációját. Glikolízis a reakciósorozat, ami egy glükóz molekula hat szénatomos alakítjuk két molekula tejsav tartalmazó három szénatom egyes. (A vizes közegben tejsav és egyéb szerves savak disszociálnak, így a megfelelő anion, amelynek egyedi nevet. Különösen, tejsav-laktát anion nevezik). Ehhez az átalakuláshoz tizenegy egymást követő enzimreakcióra van szükség, azaz. enzimekkel katalizált kémiai reakciókat. A kezdeti reakciót foszforiláció (aktiválás) a glükóz glükóz-6-foszfát a transzfoszforilációs reakció ATP. A reakciót katalizáló enzimet hexokináznak nevezik. A második reakció az alkalmazott kiindulási másik molekula ATP, ezúttal a foszforiláció a fruktóz-6-foszfát (által alkotott izomerizálása glükóz-6-foszfát) az enzim által foszfofruktokináz. Az egyéb reakciókat és az őket katalizálni képes enzimeket minden biokémiai kézikönyv tartalmazza. Itt csak az anaerob oxidáció energiaigényét vizsgáljuk. A glikolízis teljes egyenlete formában van
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a glikolízis első szakaszában 2 ATP molekulát alkalmaznak, a második szakaszban azonban 4 ATP keletkezik. Mivel a glikolízis csökkenti a teljes rendezést a rendszerben, a glükóz oxidációja során csökken a szabad energia, és ez az érték körülbelül 50 kcal (47,4 kcal) a mért glükózra vonatkoztatva. A felszabaduló energia (22-26 kcal) körülbelül 50% -át 2 ATP molekulák glikolízisének szintézisénél használják fel, a maradék mennyiség hő formájában disszipálódik. Tehát az anaerob oxidáció hatékonysága meghaladja az 50% -ot.
Annak ellenére, hogy a glikolízis hatékonysága nagyon magas, az anaerob ATP képződése a glikolízis során viszonylag kevéssé hatékony, mint amelyek azonos végtermék még mindig hordoznak egy nagyon nagy mennyiségű energiát, ami állni mélyebben oxidációs. Ezért, a legtöbb állati sejtek glikolízis az egyetlen szállítója szubsztrátja aerob oxidációs terjedő út a mitokondriumokban. Ebben az esetben a glikolízis nem 11, hanem 10 enzimatikus reakciót tartalmaz, és a végtermék piruvinsav (anion - piruvát). A kapott piruvát gyorsan bejut a mitokondriumokba, ahol teljesen oxidált CO2 és H2O fiatalabb az evolúciós folyamatban az energia - a citromsav-ciklus. Mindazonáltal bizonyos körülmények között, például egy olyan izomban, amely maximális terhelés mellett dolgozik, a glikolízis a fő energiaforrás. Nézzük részletesebben ennek a jelenségnek a fiziológiai aspektusát. A jellemző az izmok a jelenléte jelentős mennyiségű glikogén -, nagymértékben elágazó poliszacharid, amely b-D-glükóz. A glikogént kizárólag glikolízisre és az ATP kialakulására használják, az "intenzív izomösszehúzódás" során. Ebben az esetben, ez a korábban hasítjuk foszforiláz enzimet (folyamat előrehaladásával foszforsav segítségével, és az úgynevezett foszforizáló) alkotnak a glükóz-6-foszfátot. amely, ahogy már jeleztük, a glikolízis első reakciójának terméke, és abban az esetben, ha szubsztrátumként glükózt alkalmazunk. Mivel az aktiválási (foszforiláció) glükóz ebben az esetben, a szervetlen foszfátot alkalmazunk az ATP helyett, az egész kialakítva 3 molekula ATP (hatékonyság 1,5-szer nagyobb) a bomlási egy glükóz egység. Amikor megterhelés által felosztása glikogén glükolízis növeli többször, és az oxigénellátás a sejtek még csökkenhet is nehézségei miatt a vérellátás jelentősen lerövidül az izmokat. Ennek eredményeként, az oxigén nem lesz megfelelő az aerob oxidációs folyamat a mitokondriumokban piruvát és annak mennyisége a mitokondriumban és a citoszolban jelentősen növekszik. Ilyen körülmények között az izomsejtek glikolízise anaerob reakcióútra vált. Rész piruvát részt vesz a 11. által katalizált reakcióban a laktát-dehidrogenáz enzim glikolízis és a terméket, amelynek a tejsav. Ezért, a nagy fizikai megterhelés, a tejsav koncentrációja az izomsejtekben erősen növekszik, ez áthatol az intercelluláris térbe, és még a vér, ami a fáradtság érzése, és izomfájdalom. Amikor az izom megszűnik elvégzésére fizikai munka és a pihenés, a támogatási intenzitás glikolízis izomsejtek drasztikusan csökkenti és növeli a oxigénellátását. Aktivált folyamatok aerob oxidációja piruvát mitokondriumokban, és koncentrációja a citoszolban csökken. Az irány a reakció piruvát laktát változik az ellenkező irányba, és ugyanaz az enzim - laktát dehidrogenáz - fordul felhalmozódott az izom tejsavat piruváttá. Ezen túlmenően, a tejsav a véráramból a májba, ahol alkalmazzák a szintézishez a glükóz a anabolikus folyamat áramló az ellenkező irányba, és hogy ismert glyukolizu - glükoneogenezis. A glikolízis és glükoneogenezis folyamatok aránya és intenzitása szignifikánsan különbözik a különböző típusú sejtekben. A szerv- és szövetspecifitás teljes mértékben alkalmazható más anyagcsere-reakciókra. Következésképpen az anyagcsere-reakciók szétoszlása nemcsak a sejtben, hanem az egész szervezet szintjén is létezik. A sejtek és szövetek minden típusának sajátos metabolikus tulajdonságai vannak és szorosan együttműködnek egymással.
A glikolízishez hasonló folyamat, amelyet alkoholos fermentációnak vagy egyszerűen fermentációnak neveznek, a legfontosabb energiaforrás az anaerob mikroorganizmusokban, különösen az élesztőben. Fermentálva, a glikolízissel ellentétben az eredményül kapott piroszőlősav nem válik tejsavvá, hanem etil-alkohol. Ebben az esetben a szén-dioxid szabadul fel. A szőlőcukor alkoholtartalmát az ősi idők óta használják a borkészítésben.