Din punct de vedere chimic, glucoza este un zahăr cu șase atomi de carbon și, prin urmare, se încadrează în categoria hexozelor.
Majoritatea zaharurilor complexe prezente în furaj sunt scindate și reduse la glucoză și alți carbohidrați simpli.
De fapt, glucoza este obținută prin hidroliza multor carbohidrați, incluzând sucroza, maltoza, celuloza, amidonul și glicogenul.
Ficatul este capabil să transforme alte zaharuri simple, cum ar fi fructoza, în glucoză.
Pornind de la glucoză, este posibil să se sintetizeze toate carbohidrații necesari pentru supraviețuirea organismului.
Nivelul de glucoză din sânge și țesuturi este precis reglat de anumiți hormoni (insulină și glucagon); excesul de glucoză este stocat în unele țesuturi, inclusiv în mușchi, sub formă de glicogen.
În profunzime:
- glucoză ca hrană (dextroză)
- glicemia din sânge (zahăr din sânge)
- glucoză în urină (glicozurie)
- Transportatori de glucoză GLUT
- S-a modificat toleranța la glucoză
- OGTT Test glucoză pe cale orală pentru glucoză
- Ciclul de glucoză alanină
- sirop de glucoză
glicoliza
Cale metabolică importantă, responsabilă de transformarea glucozei în molecule mai simple și producerea de energie sub formă de adenozin trifosfat (ATP).
Glicoliza este un proces chimic prin care o moleculă de glucoză este împărțită în două molecule de acid piruvic; această reacție conduce la producerea de energie, stocată în 2 molecule de ATP.
Glicoliza are particularitatea că poate să apară atât în prezența, cât și în absența oxigenului, chiar dacă, în al doilea caz, se produce mai puțină energie
- În condiții aerobe, moleculele de acid piruvic pot intra în ciclul Krebs și pot suferi o serie de reacții care determină degradarea lor completă la dioxid de carbon și apă.
- Totuși, în condiții anaerobe, moleculele de acid piruvic sunt degradate în alți compuși organici, cum ar fi acidul lactic sau acidul acetic, prin procesul de fermentație.
Etapele de glicoliză
Principalele evenimente care caracterizează procesul de glicoliză sunt:
fosforilarea glucozei: două grupări fosfat sunt adăugate la molecula de glucoză, furnizate de două molecule ATP care la rândul lor devin ADP. Se formează astfel 1, 6-difosfat de glucoză;
transformarea în 1, 6-difosfat de fructoză : 1, 6-difosfat de glucoză este transformată în 1, 6-difosfat de fructoză, un compus intermediar cu șase atomi de carbon, care la rândul său este împărțit în doi compuși simpli, fiecare conținând trei atomi de carbon: fosfat de dihidroxiacetonă și 3-fosfat de gliceraldehidă. Fosfatul de dihidroxiacetonă este transformat într-o altă moleculă de 3-fosfat gliceraldehidă;
formarea acidului piruvic : cei doi compuși cu trei atomi de carbon sunt ambii transformați în acid 1, 3-difosfoglicerat; apoi în fosfoglicerat; apoi în fosfoenolpiruvat; în cele din urmă, în două molecule de acid piruvic.
În timpul acestor reacții s-au sintetizat patru molecule de ATP și 2 de NADH.
Evaluarea situației
Glicoliza pornind de la o moleculă de glucoză permite obținerea:
- producția netă de molecule de 2 ATP
- formarea a 2 molecule dintr-un compus, NADH (nicotinamidadenin dinucleotida), care acționează ca un transportor de energie.
Importanța glicolizei
La ființele vii, glicoliza este prima etapă a căilor metabolice de producere a energiei; permite utilizarea glucozei și a altor zaharuri simple, cum ar fi fructoza și galactoza. La om, unele țesuturi, care în mod normal au un metabolism aerobic în anumite condiții de deficit de oxigen, au capacitatea de a obține energie datorită anaerobiei de glicoliză. Acest lucru apare, de exemplu, în țesutul muscular striat supus unei eforturi fizice intense și prelungite. În acest fel, flexibilitatea sistemului de producție a energiei, care poate urma diferite căi chimice, permite organismului să-și satisfacă nevoile. Cu toate acestea, nu toate țesuturile pot rezista la absența oxigenului; muschiul cardiac, de exemplu, are o capacitate mai mică de a efectua glicoliza, astfel că este mai dificil să se tolereze condițiile de anaerobioză.
adâncirea pe glicolize »
Anaerobia glicolizei
În condiții de anaerobioză (lipsă de oxigen), piruvatul este transformat în două molecule de acid lactic cu eliberarea de energie sub formă de ATP.
Acest proces, care produce 2 molecule de ATP, nu poate persista mai mult de 1 sau 2 minute, deoarece acumularea de acid lactic produce senzația de oboseală și împiedică contracția musculară.
În prezența oxigenului, acidul lactic care este format este transformat în acid piruvic, care va fi apoi metabolizat datorită ciclului Krebs.
Ciclul Krebs
Grup de reacții chimice care au loc în interiorul celulei în timpul procesului de respirație celulară. Aceste reacții sunt responsabile pentru transformarea moleculelor care provin din glicoliză în dioxid de carbon, apă și energie. Acest proces, favorizat de șapte enzime, este, de asemenea, numit un ciclu de acizi tricarboxilici sau acid citric. Ciclul Krebs este activ în toate animalele, plantele superioare și majoritatea bacteriilor. În celulele eucariote ciclul apare într-o organelle celulară numită mitocondrion. Descoperirea acestui ciclu este atribuită biochimistului britanic Hans Adolf Krebs, care în 1937 a descris pasajele sale principale.
PRINCIPALELE REACȚII
La sfârșitul glicolizei se formează două molecule de piruvat, care intră în mitocondrii și se transformă în grupe acetil. Fiecare grupă acetil, care conține doi atomi de carbon, se leagă la o coenzimă, formând un compus numit acetilchenimă A.
Aceasta, la rândul său, este combinată cu o moleculă cu patru atomi de carbon, oxalacetat, pentru a forma un compus cu șase atomi de carbon, acid citric. În pasajele succesive ale ciclului, molecula de acid citric este prelucrată treptat, pierzând astfel doi atomi de carbon care sunt eliminați sub formă de dioxid de carbon. În aceste etape sunt de asemenea eliberați patru electroni care vor fi utilizați pentru ultima etapă de respirație celulară, fosforilare oxidativă.
aprofundarea ciclului Krebs »
Fosforilarea oxidantă
A treia fază a respirației celulare se numește fosforilare oxidativă și apare la nivelul crestelor mitocondriale (pliuri ale membranei interioare a mitocondriilor). Se compune din transferul electronilor hidrogenului NADH la un lanț de transport (numit lanț respirator), format de citocromi, până la oxigen, care reprezintă acceptorul final al electronilor. Trecerea electronilor implică eliberarea energiei stocate în legăturile a 36 molecule de adenozin difosfat (ADP) prin legarea grupului de fosfat și care conduce la sinteza a 36 molecule de ATP. Din reducerea oxigenului și a ionilor H + formați după transferul electronilor din NADH și FADH, moleculele de apă sunt adăugate la cele produse cu ciclul Krebs.
Mecanisme de sinteză a ATP
Protonii sunt trecuți prin membrana interioară a mitocondriului într-un proces de difuzie facilitat. Enzima de sintetază ATP obține astfel suficientă energie pentru a produce molecule ATP, transferând o grupare fosfat la ADP.
Transferul de electroni prin lanțul respirator necesită intervenția enzimelor numite dehidrogenaze, care au rolul de a "rupe" hidrogenul la moleculele donatoare (FADH și NADH), astfel încât să producă ioni de H + și electroni pentru lanțul respirator ; în plus, acest proces necesită prezența unor vitamine (în special, vitamina C, E, K și vitamina B2 sau riboflavina).
Punctul situației:
- demolarea glucozei pe cale aerobă (ciclul Krebs) conduce la formarea a 38 de ATP
- demolarea glucozei prin anaerobie (glicoliza) conduce la formarea a 2 ATP
