جلوكوز

من وجهة نظر كيميائية ، الجلوكوز هو السكر ستة الكربون ، وبالتالي يقع في فئة hexoses.

الجلوكوز هو أحادي السكاريد ، أي سكر لا يمكن تحلله إلى كربوهيدرات أبسط.

يتم شق معظم السكريات المعقدة الموجودة في العلف وتقليلها إلى الجلوكوز والكربوهيدرات البسيطة الأخرى.

في الواقع ، يتم الحصول على الجلوكوز بواسطة التحلل المائي للكربوهيدرات العديدة ، بما في ذلك السكروز والمالتوز والسليلوز والنشا والجليكوجين.

الكبد قادر على تحويل السكريات البسيطة الأخرى مثل الفركتوز إلى الجلوكوز.

ابتداء من الجلوكوز فمن الممكن تجميع جميع الكربوهيدرات اللازمة لبقاء الكائن الحي.

يتم تنظيم مستوى الجلوكوز في الدم والأنسجة بدقة من قبل بعض الهرمونات (الأنسولين والجلوكاجون) ؛ يتم تخزين الجلوكوز الزائد في بعض الأنسجة ، بما في ذلك العضلات ، في شكل الجليكوجين.

في العمق:

الجلوكوز كغذاء (دكستروز)
جلوكوز الدم (نسبة السكر في الدم)
الجلوكوز في البول (غليكوسوريا)
ناقلات الجلوكوز GLUT
تغير الغلوكوز المتغير
OGTT اختبار الجلوكوز عن طريق الفم الجلوكوز
دورة ألانين الجلوكوز
شراب الجلوكوز

وتحلل

مسار استقلابي خلوي مهم ، مسؤول عن تحويل الجلوكوز إلى جزيئات أبسط وإنتاج الطاقة على شكل أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).

Glycolysis هو عملية كيميائية حيث يتم تقسيم جزيء الجلوكوز إلى جزيئين حمض البيروفيك. هذا التفاعل يؤدي إلى إنتاج الطاقة ، المخزنة في جزيئين ATP.

التحلل السكري له خصوصية التواجد في الوجود وفي غياب الأكسجين ، حتى وإن كان ، في الحالة الثانية ، يتم إنتاج طاقة أقل

في ظل الظروف الهوائية ، يمكن لجزيئات حمض البيروفيك أن تدخل دورة كريبس وتخضع لسلسلة من التفاعلات التي تحدد انحلالها الكامل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.
غير أنه في الحالات اللاهوائية ، تتحلل جزيئات حمض البيروفيك في مركبات عضوية أخرى ، مثل حمض اللاكتيك أو حمض الأسيتيك ، من خلال عملية التخمير.

مراحل التحلل

الأحداث الرئيسية التي تميز عملية التحلل السكري هي:

فسفرة الجلوكوز: تضاف مجموعتان من الفوسفات إلى جزيء الجلوكوز ، يتم توفيرهما بواسطة جزيئين من ATP والذي يصبح بدوره ADP. يتم تشكيل الجلوكوز 1.6-ثنائي فسفات ؛

التحول إلى الفركتوز 1،6 ثنائي فسفات : يتم تحويل 1،6 - الجلوكوز ثنائي الفوسفات إلى الفركتوز 1،6 ثنائي فسفات ، وهو مركب وسيط مع ستة ذرات الكربون ، والذي بدوره ينقسم إلى اثنين من مركبات أبسط ، كل تحتوي على ثلاث ذرات الكربون: ثنائي الفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون وغليسيراديهيد 3-فوسفات. يتم تحويل Dihydroxyacetone الفوسفات إلى جزيء ثالث جليسراليدهيد الفوسفات آخر ؛

تشكيل حمض البيروفيك : يتحول كلا المركبين مع ثلاث ذرات كربون إلى حمض ثنائي-فسفوكلي كريات. ثم في phosphoglycerate. ثم في phosphoenolpyruvate. وأخيرا ، في جزيئين من حمض البيروفيك.

خلال هذه التفاعلات يتم تصنيع أربعة جزيئات من ATP و 2 من NADH.

تقييم الوضع

يسمح التحلل السكري الذي يبدأ من جزيء الجلوكوز بالحصول على:

الإنتاج الصافي لجزيئين ATP
تشكيل جزيئين من مركب ، NADH (نيكوتيناميد أدنين ديوكليوتيد) ، والذي يعمل بمثابة ناقلة للطاقة.

أهمية تحلل السكر

في الكائنات الحية ، يعتبر تحلل السكر هو المرحلة الأولى من المسارات الاستقلابية لإنتاج الطاقة. انها تسمح باستخدام الجلوكوز والسكريات البسيطة الأخرى ، مثل الفركتوز وجالاكتوز. في البشر ، بعض الأنسجة ، والتي عادة ما يكون لها استقلاب هوائي في ظروف معينة من نقص الأكسجين ، لديها القدرة على استخلاص الطاقة بفضل تحلل اللاهوائيات. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، في الأنسجة العضلية المخططة يتعرض لمجهود بدني مكثف ومطول. وبهذه الطريقة ، تسمح مرونة نظام إنتاج الطاقة ، والتي يمكن أن تتبع طرقًا كيميائية مختلفة ، الجسم بالوفاء باحتياجاته. ومع ذلك ، لا يمكن لجميع الأنسجة تحمل عدم وجود الأكسجين. العضلة القلبية ، على سبيل المثال ، لديها قدرة أقل على إجراء التحلل السكري ، لذلك من الصعب تحمل ظروف عدم الأكسجينية.

تعميق على التحلل »

تحلل السكر اللاهوائي

في ظروف عدم الأكسجومي (نقص الأكسجين) يتم تحويل البيروفايت إلى جزيئين من حمض اللاكتيك مع إطلاق الطاقة في شكل ATP.

هذه العملية ، التي تنتج جزيئين من ATP ، لا يمكن أن تستمر لأكثر من دقيقة أو دقيقتين لأن تراكم حامض اللبنيك ينتج إحساسًا بالتعب ويعوق تقلص العضلات.

في وجود الأكسجين ، يتحول حمض اللاكتيك الذي يتشكل إلى حمض البيروفيك الذي سوف يتم استقلابه بعد ذلك بفضل دورة كريبس.

دورة كريبس

مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلية أثناء عملية التنفس الخلوي. هذه التفاعلات مسؤولة عن تحويل الجزيئات القادمة من التحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة. هذه العملية ، التي يفضلها سبعة إنزيمات ، تسمى أيضًا دورة أحماض tricarboxylic أو حامض الستريك. تنشط دورة كريبس في جميع الحيوانات والنباتات الأعلى ومعظم البكتيريا. في الخلايا حقيقية النواة ، تحدث الدورة في عضية خلوية تسمى الميتوكوندريا. يعزى اكتشاف هذه الدورة إلى عالم الكيمياء الحيوية البريطاني هانز أدولف كريبس ، الذي وصف مقاطعه الرئيسية في عام 1937.

ردود الفعل الرئيسية

في نهاية تحلل السكر يتم تشكيل اثنين من جزيئات البيروفات ، والتي تدخل في الميتوكوندريا ويتم تحويلها إلى مجموعات الأسيتيل. كل مجموعة أسيتيل ، تحتوي على ذرتين كربونيتين ، ترتبط بتكوين أنزيم ، وتشكل مركبًا يسمى acetylchenzyme A.

وهذا ، بدوره ، يتم دمجه مع جزيء أربعة الكربون ، oxalacetate ، لتشكيل مركب ستة الكربون ، وحمض الليمون. في المقاطع المتعاقبة للدورة ، يتم إعادة صياغة جزيء حامض الستريك تدريجياً ، مما يخسر ذرتين من الكربون يتم التخلص منهما على شكل ثاني أكسيد الكربون. في هذه الخطوات يتم أيضا إطلاق أربعة إلكترونات التي سيتم استخدامها في الخطوة الأخيرة من التنفس الخلوي ، الفسفرة المؤكسدة.

تعميق في دورة كريبس »

الفسفرة التأكسدية

وتسمى المرحلة الثالثة من التنفس الخلوي الفسفرة المؤكسدة وتحدث عند مستوى تلال الميتوكوندريا (طيات الغشاء الداخلي للميتوكوندريا). ويتكون من نقل إلكترونات هيدروجين NADH إلى سلسلة نقل (تسمى السلسلة التنفسية) ، تتكون من السيتوكرومات ، تصل إلى الأكسجين ، والذي يمثل المستقبل النهائي للإلكترونات. ينطوي مرور الإلكترونات على إطلاق الطاقة المخزنة في روابط 36 جزيء من ثنائي فسفات الأدينوزين (ADP) من خلال ربط مجموعة الفوسفات والتي تؤدي إلى تخليق 36 جزيء من ATP. من تخفيض الأكسجين وأيونات H + التي تم تكوينها بعد نقل الإلكترونات من NADH و FADH ، تتم إضافة جزيئات الماء إلى تلك المنتجة مع دورة كريبس.

آليات التجميع ATP

يتم تمرير البروتونات من خلال الغشاء الداخلي للميتوكوندريا في عملية نشر سهلة. وبذلك يحصل إنزيم إنزيم ATP synthetase على طاقة كافية لإنتاج جزيئات ATP ، لنقل مجموعة فوسفاتية إلى ADP.

يتطلب نقل الإلكترونات عبر السلسلة التنفسية تدخل إنزيمات تسمى ديهيدروجيناز ، التي لها وظيفة "تمزيق" الهيدروجين إلى جزيئات المتبرع (FADH و NADH) ، بحيث تنتج أيونات H + وإلكترونات للسلسلة التنفسية. . علاوة على ذلك ، تتطلب هذه العملية وجود بعض الفيتامينات (على وجه الخصوص ، فيتامين C ، E ، K وفيتامين B2 أو الريبوفلافين).

نقطة الموقف: