Maybaygiare.org

Blog Network

Anatomie a Fyziologie II

Cíle Vzdělávání

na konci této části, budete moci:

  • vysvětlení procesů glykolýzy
  • Popsat cestu z pyruvátu molekuly prostřednictvím Krebsova cyklu
  • Vysvětlí přenos elektronů přes elektronový transportní řetězec,
  • Popsat proces produkci ATP prostřednictvím oxidativní fosforylace
  • Shrnout proces glukoneogeneze

Sacharidy jsou organické molekuly složené z uhlíku, vodíku a kyslíku atomy. Rodina sacharidů zahrnuje jednoduché i složité cukry. Glukóza a fruktóza jsou příklady jednoduchých cukrů a škrob, glykogen a celulóza jsou příklady komplexních cukrů. Komplexní cukry se také nazývají polysacharidy a jsou vyrobeny z více monosacharidových molekul. Polysacharidy slouží jako úložiště energie (např. škrob a glykogen) a jako strukturní složky (např. chitin v hmyzu a celulóza v rostlinách).

Během trávení, sacharidy jsou rozděleny na jednoduché rozpustné cukry, které mohou být přepravovány přes střevní stěnu do krevního oběhu, aby být přepravovány po celém těle. Trávení sacharidů začíná v ústech působením slinné amylázy na škroby a končí tím, že monosacharidy jsou absorbovány přes epitel tenkého střeva. Jakmile jsou absorbované monosacharidy transportovány do tkání, začíná proces buněčného dýchání (Obrázek 1). Tato část se zaměří nejprve na glykolýzu, proces, při kterém se monosacharidová glukóza oxiduje a uvolňuje energii uloženou ve svých vazbách za vzniku ATP.

Obrázek 1. Buněčné dýchání oxiduje molekuly glukózy glykolýzou, krebsovým cyklem a oxidační fosforylací za vzniku ATP.

glykolýza

glukóza je nejsnadněji dostupným zdrojem energie v těle. Po trávicí procesy zlomit polysacharidy dolů do monosacharidy, včetně glukózy, monosacharidů jsou přepravovány přes stěnu tenkého střeva a do krevního oběhu, který je dopravuje do jater. V játrech hepatocyty buď procházejí glukózou oběhovým systémem, nebo ukládají přebytečnou glukózu jako glykogen. Buňky v těle zabírají cirkulující glukózy v reakci na inzulín, a to prostřednictvím řady reakcí se nazývá glykolýza, převod energie na glukózu, aby ADP tvořit ATP (Obrázek 2). Posledním krokem v glykolýze je produkt pyruvát.

glykolýza začíná fosforylací glukózy hexokinázou za vzniku glukóza-6-fosfátu. Tento krok používá jeden ATP, který je dárcem fosfátové skupiny. Působením fosfofruktokinázy se glukóza-6-fosfát převede na fruktózu-6-fosfát. V tomto okamžiku druhá ATP daruje svou fosfátovou skupinu a vytváří fruktózu-1,6-bisfosfát. Tento šesti-uhlíkový cukr je rozdělen na formulář dvě fosforylované tříuhlíkaté molekuly glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyaceton, což jsou oba přeměněn na glyceraldehyd-3-fosfát. Na glyceraldehyd-3-fosfát je dále fosforylován se skupinami daroval dihydrogenfosforečnanu přítomny v buňce tvoří tři uhlíku molekule 1,3-bisfosfoglycerát. Energie této reakce pochází z oxidace (odstranění elektronů z) glyceraldehyd-3-fosfátu. V sérii reakcí vedoucích k pyruvátu se pak tyto dvě fosfátové skupiny přenesou do dvou ADP za vzniku dvou ATP. Glykolýza tedy používá dva ATP, ale generuje čtyři ATP, čímž získá čistý zisk dvou ATP a dvou molekul pyruvátu. V přítomnosti kyslíku, pyruvát pokračuje do Krebsova cyklu (nazývaný také citrátový cyklus nebo trikarboxylová cyklu (TCA), kde další energie se získává a předává.

přehled Glykolózy

Obrázek 2. Během energeticky náročné fáze glykolýzy se spotřebují dva ATP, které přenášejí dva fosfáty na molekulu glukózy. Molekula glukózy se pak rozdělí na dvě sloučeniny se třemi uhlíky, z nichž každá obsahuje fosfát. Během druhé fáze se ke každé ze sloučenin tří uhlíku přidá další fosfát. Energie pro tuto endergonickou reakci je zajištěna odstraněním (oxidací) dvou elektronů z každé tříuhlíkové sloučeniny. Během fáze uvolňující energii se fosfáty odstraňují z obou sloučenin tří uhlíku a používají se k výrobě čtyř molekul ATP.

podívejte se na toto video, aby se dozvěděli o glykolýzy:

Glykolýza může být rozdělena do dvou fází: spotřebou energie (nazývané také chemické penetrace) a energetickým výtěžkem. První fáze je energeticky náročná fáze, takže vyžaduje dvě molekuly ATP k zahájení reakce pro každou molekulu glukózy. Konec reakce však produkuje čtyři ATP, což vede k čistému zisku dvou molekul energie ATP.

glykolýzu lze vyjádřit jako následující rovnici:

\text{Glucose}+2\text{ATP}+2\text{NAD}^{+}+4\text{ADP}+2\text{P}_{i}\to\text{Pyruvate}+4\text{ATP}+2\text{NADH}+2\text{H}^{+}

Tato rovnice uvádí, že glukózy v kombinaci s ATP (zdroj energie), NAD+ (koenzym, který slouží jako akceptor elektronů) a anorganického fosfátu, štěpí na dvě molekuly pyruvátu, generování čtyři molekuly ATP—pro čistý výnos ze dvou ATP—a dvě energie-obsahuje koenzymy NADH + h+. NADH, který se vyrábí v tomto procesu, bude později použit k produkci ATP v mitochondriích. Důležité je, že na konci tohoto procesu jedna molekula glukózy generuje dvě molekuly pyruvátu, dvě vysokoenergetické molekuly ATP a dvě molekuly nadh nesoucí elektrony.

následující diskuse o glykolýze zahrnují enzymy odpovědné za reakce. Když glukóza vstoupí do buňky, enzym hexokináza (nebo glukokináza, v játrech) rychle přidá fosfát, aby se přeměnil na glukóza-6-fosfát. Kináza je typ enzymu, který přidává fosfátovou molekulu k substrátu (v tomto případě glukózu, ale může to platit i pro jiné molekuly). Tento konverzní krok vyžaduje jeden ATP a v podstatě zachycuje glukózu v buňce, zabraňuje jejímu průchodu zpět plazmatickou membránou, což umožňuje glykolýzu pokračovat. Funguje také pro udržení koncentračního gradientu s vyššími hladinami glukózy v krvi než v tkáních. Stanovením tohoto koncentračního gradientu bude glukóza v krvi schopna proudit z oblasti s vysokou koncentrací (krev) do oblasti s nízkou koncentrací (tkáně), která bude použita nebo uložena. Hexokináza se nachází téměř v každé tkáni v těle. Glukokináza, na druhou stranu, je vyjádřena v tkáních, které jsou aktivní, když jsou hladiny glukózy v krvi vysoké, jako jsou játra. Hexokináza má vyšší afinitu k glukóze než glukokináza, a proto je schopna převést glukózu rychleji než glukokináza. To je důležité, když jsou hladiny glukózy v těle velmi nízké, protože umožňuje glukóze cestovat přednostně do tkání, které ji vyžadují více.

V dalším kroku První fáze glykolýzy přeměňuje enzym glukóza-6-fosfát izomeráza glukóza-6-fosfát na fruktózu-6-fosfát. Stejně jako glukóza je fruktóza také šestým cukrem obsahujícím uhlík. Enzym phosphofructokinase-1 pak přidává ještě jeden fosfát převést fruktóza-6-fosfátu na fruktosa-1-6-bisphosphate, dalších šest-uhlík cukru, pomocí další ATP molekuly. Aldoláza pak rozkládá tuto fruktózu-1-6-bisfosfát na dvě molekuly se třemi uhlíky, glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyaceton fosfát. Enzym triosefosfát izomerázy pak přeměňuje dihydroxyaceton fosfát na druhou molekulu glyceraldehyd-3-fosfát. Proto je na konci této fáze chemického primingu nebo energeticky náročné fáze jedna molekula glukózy rozdělena na dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfát.

druhá fáze glykolýzy, fáze získávání energie, vytváří energii, která je produktem glykolýzy. Glyceraldehyd-3-fosfát dehydrogenáza přeměňuje každý tříuhlíkový glyceraldehyd-3-fosfát produkovaný během energeticky náročné fáze

na 1,3-bisfosfoglycerát. Tato reakce uvolňuje elektron, který je poté zachycen NAD+, aby se vytvořila molekula NADH. NADH je vysokoenergetická molekula, podobně jako ATP, ale na rozdíl od ATP ji buňka nepoužívá jako energetickou měnu. Protože existují dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfát, během tohoto kroku se syntetizují dvě molekuly NADH. Každý 1,3-bisfosfoglycerát je následně defosforylován (tj. fosfát je odstraněn) fosfoglycerát kinázou na 3-fosfoglycerát. Každý fosfát uvolněný v této reakci může převést jednu molekulu ADP na jednu vysokoenergetickou molekulu ATP, což má za následek zisk dvou molekul ATP.

enzym fosfoglycerát mutáza pak přeměňuje 3-fosfoglycerátové molekuly na 2-fosfoglycerát. Enzym enolázy pak působí na molekuly 2-fosfoglycerátu a přeměňuje je na molekuly fosfoenolpyruvátu. Poslední krok glykolýzy zahrnuje defosforylaci dvou molekul fosfoenolpyruvátu pyruvát kinázou za vzniku dvou molekul pyruvátu a dvou molekul ATP.

stručně řečeno, jedna molekula glukózy se rozkládá na dvě molekuly pyruvátu a vytváří glykolýzou dvě čisté molekuly ATP a dvě molekuly NADH. Proto, glykolýza generuje energii pro buňky a vytváří molekuly pyruvátu, který může být dále zpracován prostřednictvím aerobní Krebsův cyklus (také tzv. cyklus kyseliny citrónové nebo trikarboxylová cyklu); převede na kyselinu mléčnou nebo alkoholu (u kvasinek) kvašení, nebo později použit pro syntézu glukózy prostřednictvím glukoneogeneze.

anaerobní dýchání

když je kyslík omezený nebo chybí, pyruvát vstupuje do anaerobní dráhy. Při těchto reakcích může být pyruvát přeměněn na kyselinu mléčnou. Kromě generování dalšího ATP slouží tato cesta k udržení nízké koncentrace pyruvátu, takže glykolýza pokračuje a oxiduje NADH na NAD + potřebnou glykolýzou. Při této reakci kyselina mléčná nahrazuje kyslík jako konečný akceptor elektronů. Anaerobní dýchání se vyskytuje ve většině buněk těla, když je kyslík omezen nebo mitochondrie chybí nebo jsou nefunkční. Například proto, že erytrocyty (červené krvinky) postrádají mitochondrie, musí produkovat svůj ATP z anaerobního dýchání. Jedná se o účinnou cestu produkce ATP po krátkou dobu, v rozmezí od sekund do několika minut. Mléčné kyseliny produkované difunduje do plazmy a je přenášen do jater, kde je přeměněn zpět na pyruvát nebo glukózy pomocí Coriho cyklu. Podobně, když člověk cvičí, svaly používají ATP rychleji, než jim může být dodán kyslík. Závisí na glykolýze a produkci kyseliny mléčné pro rychlou produkci ATP.

Aerobní Dýchání

V přítomnosti kyslíku, pyruvát může vstoupit do Krebsova cyklu, kde další energie se získává jako jsou elektrony přeneseny z pyruvátu na receptory, NAD+, HDP, a VÝSTŘELEK, s oxidem uhličitým, že „odpadní produkt“ (viz Obrázek 3). NADH a FADH2 předávají elektrony do elektronového transportního řetězce, který využívá přenesenou energii k výrobě ATP. Jako koncový krok v elektronovém transportním řetězci je kyslík koncovým akceptorem elektronů a vytváří vodu uvnitř mitochondrií.

tento vývojový diagram ukazuje procesy anaerobního a aerobního dýchání. Horní obrázek ukazuje energeticky náročnou fázi glykolýzy. To se větví na aerobní dýchání vlevo a anaerobní dýchání vpravo.

obrázek 3. Kliknutím zobrazíte větší obrázek. Proces anaerobní dýchání přeměňuje glukózu na dvě molekuly laktátu v nepřítomnosti kyslíku nebo v erytrocytech, které postrádají mitochondrie. Během aerobního dýchání se glukóza oxiduje na dvě molekuly pyruvátu.

Krebsův Cyklus/Cyklus Kyseliny Citrónové/trikarboxylová Cyklu

pyruvát molekuly vytvořené během glykolýzy jsou přepravovány přes mitochondriální membránu do vnitřní mitochondriální matrix, kde jsou metabolizovány enzymy v cestě zvané Krebsův cyklus (Obrázek 4). Krebsův cyklus se také běžně nazývá cyklus kyseliny citronové nebo cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA). Během Krebsova cyklu se vytvářejí molekuly s vysokou energií, včetně ATP, NADH a FADH2. NADH a FADH2 pak procházejí elektrony elektronovým transportním řetězcem v mitochondriích a vytvářejí více molekul ATP.

Krebsův Diagram cyklu

obrázek 4. Během Krebsova cyklu se každý pyruvát, který je generován glykolýzou, převede na molekulu acetyl CoA se dvěma uhlíky. Acetyl CoA je systematicky zpracováván cyklem a produkuje vysokoenergetické molekuly NADH, FADH2 a ATP.

sledujte tuto animaci a sledujte Krebsův cyklus.

tříuhlíkaté molekuly pyruvátu vytvořené během glykolýzy se přesune z cytoplazmy do matrix mitochondrie, kde je přeměněn pomocí enzymu pyruvát dehydrogenázy do dvou uhlíkových acetyl koenzym A (acetyl-CoA) molekuly. Tato reakce je oxidační dekarboxylační reakcí. Převádí tři-uhlík pyruvátu na dvě uhlíkové molekuly acetyl-CoA, uvolňuje oxid uhličitý a přenos dvou elektronů, které se kombinují s NAD+ za vzniku NADH + h+. Acetyl-CoA vstupuje do Krebsova cyklu tím, že kombinuje s čtyři-molekulu uhlíku, oxalacetát, tvoří šest-molekulu uhlíku citrát nebo kyselinu citronovou, zároveň uvolnění koenzymu A molekuly.

six-uhlíku citrát molekula je systematicky převedeny na pěti-uhlíkaté a pak čtyři-molekulu uhlíku, končí s oxalacetátu, na začátku cyklu. Po cestě bude každá molekula citrátu produkovat jeden ATP, jeden FADH2 a tři NADH. Fadh2 a NADH vstoupí do oxidačního fosforylačního systému umístěného ve vnitřní mitochondriální membráně. Krebsův cyklus navíc dodává výchozí materiály ke zpracování a štěpení bílkovin a tuků.

začít Krebsova cyklu, citrát syntázy spojuje acetyl-CoA a oxalacetátu tvoří šest-uhlíku citrát molekuly; CoA je následně propuštěn, a můžete kombinovat s další molekuly pyruvátu začít cyklus znovu. Enzym akonitázy přeměňuje citrát na isocitrát. Ve dvou po sobě jdoucích krocích, oxidační dekarboxylace, dvě molekuly CO2 a dvě molekuly NADH + h + jsou produkovány, když isocitrate dehydrogenáza konvertuje isocitrate do pěti-uhlík α-ketoglutarát, který je pak katalyzované a převeden do čtyř uhlíkových sukcinyl CoA tím, α-ketoglutarát dehydrogenáza. Enzym sukcinyl CoA dehydrogenáza pak převádí sukcinyl CoA na sukcinát a tvoří vysokoenergetickou molekulu GTP, která přenáší svou energii na ADP za vzniku ATP. Sukcinátdehydrogenáza pak převádí sukcinát na fumarát a vytváří molekulu FADH2. Fumaráza pak převádí fumarát na malát, který malátdehydrogenáza pak převádí zpět na oxaloacetát při redukci NAD + na NADH. Oxaloacetát je pak připraven ke spojení s dalším acetyl CoA, aby se znovu zahájil Krebsův cyklus (viz obrázek 4). Pro každé otočení cyklu jsou vytvořeny tři NADH, jeden ATP (přes GTP) a jeden FADH2. Každý uhlík pyruvátu se přemění na CO2, který se uvolňuje jako vedlejší produkt oxidačního (aerobního) dýchání.

oxidační fosforylace a transportní řetězec elektronů

transportní řetězec elektronů (ETC) používá NADH a FADH2 produkované krebsovým cyklem ke generování ATP. Elektrony z NADH a FADH2 jsou přenášeny proteinovými komplexy vloženými do vnitřní mitochondriální membrány řadou enzymatických reakcí. Elektron transportní řetězec se skládá ze série čtyř enzymových komplexů (Komplex I – Komplex IV) a dvou koenzymů (ubichinon a Cytochrom c), které fungují jako přenašeče elektronů a protonů čerpadla slouží k přenosu H+ ionty do prostoru mezi vnitřní a vnější mitochondriální membrány (Obrázek 5). ETC páry přenos elektronů mezi dárce (jako NADH + h+) a elektron akceptor (jako O2) s transferem protonů (H+ iontů) přes vnitřní mitochondriální membránu, což umožňuje proces oxidativní fosforylace. V přítomnosti kyslíku, energie je předána, postupně, prostřednictvím přenašeče elektronů sbírat postupně energie potřebné k připojení fosfátu na ADP a produkci ATP. Úloha molekulárního kyslíku, O2, je jako terminální akceptor elektronů pro ETC. To znamená, že jakmile elektrony prošly celým ETC, musí být předány do jiné, samostatné molekuly. Tyto elektrony, O2 a H + ionty z matrice se spojují a vytvářejí nové molekuly vody. To je základ pro vaši potřebu dýchat kyslík. Bez kyslíku přestává proud elektronů přes ETC.

elektronový transportní řetězec

obrázek 5. Elektronový transportní řetězec je řada elektronových nosičů a iontových čerpadel, které se používají k pumpování iontů H+ z vnitřní mitochondriální matrice.

podívejte se na toto video a dozvíte se o elektronovém transportním řetězci.

elektrony uvolněné z NADH a FADH2 jsou předány podél řetězce tím, že každý z nosičů, které jsou sníženy, když se jim dostane elektron a oxiduje při jeho předávání na další dopravce. Každá z těchto reakcí uvolňuje malé množství

energie, která se používá k pumpování iontů H+ přes vnitřní membránu. Akumulace těchto protonů v prostoru mezi membránami vytváří protonový gradient vzhledem k mitochondriální matrici.

ve vnitřní mitochondriální membráně je také zabudován úžasný komplex proteinových pórů zvaný ATP syntáza. Účinně je to turbína, která je poháněna proudem iontů H+ přes vnitřní membránu dolů gradientem a do mitochondriální matrice. Jak ionty H+ procházejí komplexem, hřídel komplexu se otáčí. Tato rotace umožňuje dalším částem ATP syntázy povzbudit ADP a Pi k vytvoření ATP. V účetnictví pro celkový počet vyrábí ATP na molekulu glukózy prostřednictvím aerobní dýchání, to je důležité mít na paměti následující body:

  • net dvou ATP jsou vyráběny prostřednictvím glykolýzy (čtyř vyrábí a dvě spotřebované během energeticky náročné fáze). Tyto dva ATP se však používají k transportu NADH produkovaného během glykolýzy z cytoplazmy do mitochondrií. Proto je čistá produkce ATP během glykolýzy nulová.
  • ve všech fázích po glykolýze musí být počet produkovaných ATP, NADH a FADH2 vynásoben dvěma, aby odrážel, jak každá molekula glukózy produkuje dvě molekuly pyruvátu.
  • v ETC se vyrábí asi tři ATP pro každý oxidovaný NADH. Pro každý oxidovaný FADH2 se však vyrábí pouze asi dva ATP. Elektrony z FADH2 produkují méně ATP, protože začínají v dolním bodě ETC (komplex II)ve srovnání s elektrony z NADH (komplex I) (obrázek 5).

proto se pro každou molekulu glukózy, která vstupuje do aerobního dýchání, vytvoří čistý součet 36 ATP (viz obrázek 6).

metabolismus sacharidů

obrázek 6. Metabolismus uhlohydrátů zahrnuje glykolýzu, Krebsův cyklus a elektronový transportní řetězec.

Glukoneogeneze

Glukoneogeneze je syntéza nových molekul glukózy z pyruvátu, laktátu, glycerolu, nebo aminokyseliny alanin nebo glutamin. Tento proces probíhá především v játrech během období nízké glukózy, tj. Tak, otázka může být vznesena, proč by tělo vytvořilo něco, co právě vynaložilo značné úsilí na to, aby se rozpadlo? Některé klíčové orgány, včetně mozku, mohou jako zdroj energie používat pouze glukózu; proto je nezbytné, aby tělo udržovalo minimální koncentraci glukózy v krvi. Když se koncentrace glukózy v krvi klesne pod určitou bod, nový glukózy je syntetizován v játrech ke zvýšení koncentrace v krvi na normální.

glukoneogeneze není pouze opakem glykolýzy. Existují některé důležité rozdíly (Obrázek 7). Pyruvát je běžným výchozím materiálem pro glukoneogenezi. Nejprve se pyruvát převede na oxaloacetát. Oxaloacetát pak slouží jako substrát pro enzym fosfoenolpyruvátkarboxykinázu (PEPCK), který transformuje oxaloacetát na fosfoenolpyruvát (PEP). Z tohoto kroku je glukoneogeneze téměř obrácenou glykolýzou. PEP se převede zpět na 2-fosfoglycerát, který se převede na 3-fosfoglycerát. Poté se 3-fosfoglycerát převede na 1,3 bisfosfoglycerát a poté na glyceraldehyd-3-fosfát. Dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu se pak spojí za vzniku fruktózy-1-6-bisfosfát, který se převede na 6-fosfát fruktózy a poté na glukóza-6-fosfát. Nakonec řada reakcí generuje samotnou glukózu. V glukoneogenezi (ve srovnání s glykolýzou) je enzym hexokináza nahrazen glukóza-6-fosfatázou a enzym fosfofruktokináza-1 je nahrazen fruktózou-1,6-bisfosfatázou. To pomáhá buňce regulovat glykolýzu a glukoneogenezi nezávisle na sobě.

Jak bude popsáno jako součást lipolýza, tuky mohou být rozděleny do glycerolu, který může být fosforylován na formě dihydroxyaceton nebo DHAP. DHAP může buď vstoupit do glykolytické dráhy, nebo může být použit játry jako substrát pro glukoneogenezi.

Tento obrázek ukazuje jednotlivé kroky v procesu glukoneogeneze, kde pyruvát je přeměněn na glukózu.

Obrázek 7. Kliknutím zobrazíte větší obrázek. Glukoneogeneze je syntéza glukózy z pyruvátu, laktátu, glycerolu, alaninu nebo glutamátu.

stárnutí a rychlost metabolismu těla

rychlost metabolismu lidského těla klesá téměř o 2 procenta za desetiletí po 30 letech. Za tento pokles jsou většinou zodpovědné změny ve složení těla, včetně snížené svalové hmoty. K nejdramatičtější ztrátě svalové hmoty a následnému poklesu rychlosti metabolismu dochází mezi 50 a 70 lety. Ztráta svalové hmoty je ekvivalentem snížené síly, která má tendenci bránit seniorům v dostatečné fyzické aktivitě. To má za následek systém pozitivní zpětné vazby, kde snížená fyzická aktivita vede k ještě větší ztrátě svalů, což dále snižuje metabolismus.

existuje několik věcí, které lze udělat, aby se zabránilo obecnému poklesu metabolismu a aby se zabránilo cyklické povaze těchto poklesů. Patří mezi ně jíst snídani, jíst malé porce často, konzumovat dostatek bílkovin libové, pitné vody, zůstat hydratované, cvičení (včetně silový trénink), a dostatek spánku. Tato opatření pomůže udržet hladinu energie z pádu a omezit nutkání na zvýšenou spotřebu kalorií z nadměrné snacking. I když tyto strategie nejsou zaručeny k udržení metabolismu, pomáhají předcházet úbytku svalů a mohou zvýšit hladinu energie. Někteří odborníci také navrhují vyhnout se cukru, což může vést k nadměrnému ukládání tuku. Kořeněná jídla a zelený čaj mohou být také prospěšné. Protože stres aktivuje uvolňování kortizolu a kortizol zpomaluje metabolismus, může také pomoci vyhnout se stresu nebo alespoň cvičit relaxační techniky.

Kapitola Recenze

Metabolické enzymy katalyzují reakce katabolické, které rozkládají sacharidy obsažené v potravinách. Uvolněná energie se používá k napájení buněk a systémů, které tvoří vaše tělo. Přebytečná nebo nevyužitá energie je uložena jako tuk nebo glykogen pro pozdější použití. Metabolismus sacharidů začíná v ústech, kde enzym slinná amyláza začíná rozkládat komplexní cukry na monosacharidy. Ty pak mohou být transportovány přes střevní membránu do krevního řečiště a poté do tělesných tkání. V buňkách se glukóza, šestiuhlíkový cukr, zpracovává sekvencí reakcí na menší cukry a uvolňuje se energie uložená uvnitř molekuly. Prvním krokem katabolismu sacharidů je glykolýza, která produkuje pyruvát, NADH a ATP. Za anaerobních podmínek může být pyruvát přeměněn na laktát, aby glykolýza fungovala. Za aerobních podmínek vstupuje pyruvát do Krebsova cyklu, nazývaného také cyklus kyseliny citronové nebo cyklus kyseliny trikarboxylové. Kromě ATP, Krebsův cyklus produkuje vysoce energetické FADH2 a NADH molekuly, které poskytují elektrony k oxidační fosforylaci proces, který vytváří více vysoce energetické molekuly ATP. Pro každou molekulu glukózy, která je zpracována v glykolýze, může být síť 36 ATP vytvořena aerobním dýcháním.

za anaerobních podmínek je produkce ATP omezena na ty, které vznikají glykolýzou. Zatímco glykolýzou jsou produkovány celkem čtyři ATP, pro zahájení glykolýzy jsou zapotřebí dva, takže existuje čistý výtěžek dvou molekul ATP.

V podmínkách nízké glukózy, jako je půst, hladovění, nebo nízkým obsahem sacharidů diety, glukosa může být syntetizována z laktátu, pyruvátu, glycerolu, alanin, nebo glutamát. Tento proces se nazývá glukoneogeneze, je téměř opak glykolýzy a slouží k vytvoření molekul glukózy na glukóza-dependentních orgánů, jako je mozek, když hladina glukózy v krvi klesne pod normální.

Vlastní kontrola

odpovězte na níže uvedené otázky a zjistěte, jak dobře rozumíte tématům uvedeným v předchozí části.

otázky kritického myšlení

  1. vysvětlují, jak je glukóza metabolizována za vzniku ATP.
  2. diskutujte o mechanismu, který buňky používají k vytvoření koncentračního gradientu k zajištění kontinuálního vychytávání glukózy z krevního řečiště.
Zobrazit Odpověď

  1. Glukóza se oxiduje během glykolýzy, tvorba pyruvátu, který je zpracován prostřednictvím Krebsova cyklu produkují NADH, FADH2, ATP a CO2. Fadh2 a NADH poskytují ATP.
  2. Po vstupu do buňky hexokináza nebo glukokináza fosforylují glukózu a přeměňují ji na glukóza-6-fosfát. V této formě je glukóza-6-fosfát zachycen v buňce. Protože veškerá glukóza byla fosforylována, mohou být nové molekuly glukózy transportovány do buňky podle jejího koncentračního gradientu.

Slovníček pojmů

polysacharidy: komplexní sacharidy skládá z mnoha monosacharidy,

monosacharidy: nejmenší, monomerní molekuly cukru,

slinné amylázy: trávicí enzym, který se vyskytuje ve slinách a začíná trávení sacharidů v ústech

buněčné dýchání: produkce ATP z oxidace glukózy prostřednictvím glykolýzy, Krebsova cyklu a oxidativní fosforylace,

glykolýza: řady metabolických reakcí, které štěpí glukózu na pyruvát a produkuje ATP

pyruvát: tři-uhlík konečný produkt glykolýzy a výchozí materiál, který je přeměněn na acetyl CoA, který vstupuje do

Krebsův cyklus: také tzv. cyklus kyseliny citrónové nebo trikarboxylová cyklu, převádí pyruvát na CO2 a high-energie, FADH2, NADH + h + a ATP molekuly

cyklus kyseliny citrónové nebo trikarboxylová cyklu (TCA): také se nazývá Krebsův cyklus nebo trikarboxylová cyklu; převádí pyruvát na CO2 a high-energie, FADH2, NADH + h + a ATP molekuly

energeticky náročné fáze, první fáze je glykolýza, ve které se dvě molekuly ATP jsou nutné pro zahájení reakce

glukóza-6-fosfát: fosforylovaná glukóza produkován v první fázi glykolýzy,

Hexokináza: buněčný enzym, nachází se ve většině tkání, které převádí glukózy na glukóza-6-fosfát při příjmu do buňky.

Glukokináza: cellularenzyme, nalézt v játrech, který převádí glukózy na glukóza-6-fosfát při příjmu do buňky.

získávání energie fáze: druhá fáze glykolýza, při které vzniká energie,

terminální akceptor elektronů: Produkci ATP cestou, ve které elektrony jsou předány prostřednictvím řady oxidačně-redukční reakce, které tvoří voda a produkuje protonový gradient,

Krebsův cyklus: také tzv. cyklus kyseliny citrónové nebo trikarboxylová cyklu, převádí pyruvát na CO2 a high-energie, FADH2, NADH + h + a ATP molekuly

elektronového transportního řetězce (ETC): ATP způsobu výroby, ve kterém elektrony jsou předány prostřednictvím řady oxidačně-redukční reakce, které tvoří voda a produkuje protonový gradient,

oxidativní fosforylace: proces, který převádí high-energie-NADH + h + a FADH2 do ATP

ATP syntáza bílkovin: pórů komplex, který vytváří ATP.

Glukoneogeneze: proces syntézu glukózy z pyruvátu nebo jiné molekuly,

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.