Glikoliza stanowi ciąg reakcji chemicznych polegających na rozkładzie i utlenieniu jednej cząsteczki glukozy do 2 cząsteczek pirogronianu. W trakcie tego procesu powstają również 2 cząsteczki NADH, 2 protony i 4 cząsteczki ATP, z których 2 stanowią zysk energetyczny procesu. Wyróżnia się glikolizę tlenową oraz beztlenową.
Charakterystyka glikolizy
Niezbędnym materiałem energetycznym zużywanym przez komórki w organizmie jest glukoza. Poza rozpadem, pewne ilości energii są czerpane przez komórki z innych cukrów prostych oraz aminokwasów i kwasów tłuszczowych. Rozpad glukozy zachodzi w warunkach:
- beztlenowych w cytoplazmie – ostatecznym produktem jest wówczas mleczan;
- tlenowych w cytoplazmie i mitochondriach – ostatecznymi produktami są wówczas dwutlenek węgla i woda.
Proces glikolizy, podobnie jak powstawanie pirogronianu, przebiega zatem zawsze w cytoplazmie komórkowej, a w zależności od rodzaju glikolizy, również w mitochondriach.
Glikoliza beztlenowa
Podczas szybko narastającego wysiłku fizycznego, dowóz tlenu do komórek mięśniowych nie nadążą za zapotrzebowaniem na energię, ciśnienie parcjalne tlenu w komórkach znacznie się zmniejsza. Dochodzi wówczas do dysocjacji mioglobiny, która uwalnia związany z nią tlen. Jest to jedyny magazyn tlenu wewnątrzkomórkowego, z którego komórka może go czerpać podczas zwiększonego zapotrzebowania na energię lub zatrzymania krążenia krwi. Jednakże ilość tlenu związanego z mioglobiną jest niewielka w porównaniu z zapotrzebowaniem na niego. W tym stanie energia potrzebna do resyntezy ATP jest pozyskiwana w procesie glikolizy beztlenowej oraz z hydrolizy fosfokreatyny.
Glikoliza beztlenowa jest mniej efektywna jeśli chodzi o pozyskiwanie tlenu niż glikoliza tlenowa. Jest ono bowiem ograniczone przez zmniejszenie się pH w komórce na skutek gromadzenia się mleczanów.
Glikoliza tlenowa
Bezpośrednim źródłem energii potrzebnej do skurczów mięśni szkieletowych jest ATP. Rozkłada się on podczas skurczów do ADP i fosforanu. Następnie energia do resyntezy ATP czerpana jest w procesie metabolizowania składników odżywczych aż do końcowych produktów, czyli wody i dwutlenku węgla.
Całkowity rozpad podstawowego składnika odżywczego (jakim jest glukoza) do końcowych produktów metabolizmu wewnątrzkomórkowego dostarcza najwięcej energii do resyntezy ATP. Dzieje się to w czasie glikolizy tlenowej, kiedy prężność tlenu w komórce jest dostateczna.
Podsumowując, glikoliza w warunkach tlenowych przebiega do pirogronianu. Pirogronian jest wprowadzany do cyklu kwasów trikarboksylowych przy udziale acetylo-CoA. Glikoliza w warunkach tlenowych jest znacznie wydajniejsza energetycznie od glikolizy beztlenowej. W warunkach tlenowych glikoliza przebiega również przez cykl pentozowy.
Przebieg
Przebieg glikolizy można przedstawić następująco:
- aktywacja glukozy przez fosforylację. W efekcie – powstanie fruktozo-1,6-bifosforanu zawierającego 2 reszty fosforanowe;
- rozłożenie fruktozo-1,6-bifosforanu do 2 trójwęglowych cukrów. Jeden z nich ulega od razu dalszym przemianom, natomiast drugi ulega przemianom dopiero po przekształceniu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy;
- utlenienie i fosforylacja wymienionego wyżej aldehydu do 1,3-bifosfoglicerynianu i jednoczesna redukcja NAD+ do NADH;
- fosforylacja substratowa, w wyniku której następuje wytworzenie ATP;
- kolejna fosforylacja substratowa polegająca na odłączeniu reszty fosforanowej i przyłączeniu jej do ADP.
W rezultacie podczas obu fosforylacji substratowych powstają 4 cząsteczki ATP. Zysk energetyczny glikolizy wynosi więc 2 cząsteczki ATP, ponieważ 2 zostały zużyte do aktywacji glukozy.
Bibliografia
- Bujnowska M., Krotke A., Biologia na czasie, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa 2019.
- Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.
- Cichoń I., Kołaczkowska E., Immunometabolizm czyli jak procesy biochemiczne kontrolują funkcje obronne leukocytów, Problemy Nauk Biologicznych, 4/2017.
Polecane produkty:
|
Spirulina Febico - naturalne witaminy i minerały najwyższej jakości
Naturalna alga, która dostarcza witaminy i minerały o wysokiej jakości i biodostępności. Zwiększa odporność, wpływa na regulację metabolizmu, dodaje energii oraz zmniejsza uczucie zmęczenia. Zawarta w niej biotyna poprawia stan włosów, paznokci i skóry .. Zobacz więcej... |
|
Spirulina w proszku od bioalgi
Spirulina jest bogatym źródłem wielu składników odżywczych. Jej skład to wysokiej jakości białko pochodzenia roślinnego, witaminy, minerały (również pierwiastki śladowe), fitoskładniki (m.in. fikocyjanina, chlorofil, karotenoidy), kwasy tłuszczowe ... Zobacz więcej... |
