RSQ Technologies

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.

Sklep Spirulina

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

  1. Bujnowska M., Krotke A., Biologia na czasie, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa 2019.
  2. Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.
  3. Cichoń I., Kołaczkowska E., Immunometabolizm czyli jak procesy biochemiczne kontrolują funkcje obronne leukocytów, Problemy Nauk Biologicznych, 4/2017.
Polecane produkty:
Rehabilitacja Wrocław