Transport fruktoze u ćelije. Transport tvari kroz ćelijske membrane. Kurs predavanja iz biohemije
Uzimanje glukoze stanicama iz krvotoka također se događa olakšanom difuzijom. Stoga, brzina transmembranskog protoka glukoze ovisi samo o gradijentu njene koncentracije. Izuzetak su ćelije mišića i masnog tkiva, gdje je olakšana difuzija regulirana inzulinom.
Transporteri glukoze(GLUT) se nalaze u svim tkivima. Postoji nekoliko varijanti GLUT-a, a oni su numerisani prema redosledu kojim su otkriveni. Opisanih 5 tipova GLUT-a imaju sličnu primarnu strukturu i organizaciju domena. GLUT-1 osigurava stalan protok glukoze u mozak. GLUT-2 se nalazi u ćelijama organa koji luče glukozu u krv (jetra, bubrezi). Uz sudjelovanje GLUT-2 glukoza prelazi u krv iz enterocita i jetre. GLUT-2 je uključen u transport glukoze u β-ćelije pankreasa. GLUT-3 se nalazi u mnogim tkivima i ima veći afinitet za glukozu od GLUT-1. Takođe obezbeđuje stalnu opskrbu glukozom ćelijama nervnog i drugih tkiva. GLUT-4 je glavni transporter glukoze u ćelije mišića i masnog tkiva. GLUT-5 se prvenstveno nalazi u ćelijama tanko crijevo. Njegove funkcije nisu dobro poznate.
Sve vrste GLUT-a mogu se naći i u plazma membrani i u citosolnim vezikulama. GLUT-4 (u manjoj mjeri GLUT-1) je gotovo u potpunosti lociran u citoplazmi ćelije. Djelovanje inzulina na takve stanice dovodi do pomicanja vezikula koji sadrže GLUT do plazma membrane, fuzije s njom i ugradnje transportera u membranu. Nakon toga je moguć olakšan transport glukoze u ove ćelije. Nakon smanjenja koncentracije inzulina u krvi, transporteri glukoze se ponovo kreću u citoplazmu, a protok glukoze u ćeliju prestaje.
Glukoza prolazi u ćelije jetre uz učešće GLUT-2, bez obzira na insulin. Iako inzulin ne utječe na transport glukoze, on indirektno pojačava dotok glukoze u hepatocit tijekom probave indukujući sintezu glukokinaze i na taj način ubrzavajući fosforilaciju glukoze.
Transport glukoze iz primarnog urina do stanica tubula bubrega odvija se sekundarnim aktivnim transportom. Zbog toga glukoza može ući u stanice tubula čak i ako je njena koncentracija u primarnom urinu manja nego u stanicama. Glukoza se skoro u potpunosti (99%) reapsorbuje iz primarnog urina u terminalnom dijelu tubula.
Poznati su različiti poremećaji u radu transportera glukoze. Nasljedni defekt ovih proteina može biti u osnovi inzulinske neovisnosti dijabetes.
Kraj rada -
Ova tema pripada:
Kurs predavanja iz biohemije
Obrazovna ustanova.. Grodno State Medical University..
Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:
Šta ćemo sa primljenim materijalom:
Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
| tweet |
Sve teme u ovoj sekciji:
Kurs predavanja iz biohemije
Priručnik za studente medicinskih i pedijatrijskih fakulteta Grodno UDC BBK K93
Modifikovane aminokiseline prisutne u proteinima
Modifikacija aminokiselinskih ostataka vrši se već u sastavu proteina, odnosno tek nakon završetka njihove sinteze. Molekul kolagena sadrži: 4-g
Peptidi
Peptid se sastoji od dva ili više aminokiselinskih ostataka povezanih peptidnim vezama. Peptidi koji sadrže do 10 aminokiselina nazivaju se oligopeptidi. Često in on
Nivoi strukturne organizacije proteina
Primarna struktura je strogo definisana linearna sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu. Strateški principi za proučavanje primarne strukture proteina
Metode za određivanje C-terminalnih aminokiselina
1. Akabori metoda. 2. Metoda pomoću karboksipeptidaze. 3. Metoda koja koristi natrijum borohidrid. Opšti obrasci vezani za ami
Uloga šaperona u zaštiti ćelijskih proteina od denaturirajućeg stresa
Šaperoni koji su uključeni u zaštitu ćelijskih proteina od denaturirajućih efekata, kao što je gore pomenuto, nazivaju se proteini toplotnog šoka (HSP) i često se u literaturi nazivaju HSP.
Bolesti povezane sa poremećenim savijanjem proteina
Proračuni su pokazali da samo mali dio teorijski mogućih varijanti polipeptidnih lanaca može zauzeti jednu stabilnu prostornu strukturu. Većina ovih proteina
Aktivni centar proteina i selektivnost njegovog vezivanja za ligand
Aktivni centar proteina je određeni dio proteinske molekule, obično smješten u njenom udubljenju, formiran od aminokiselinskih radikala okupljenih u određenom prostoru.
Uloga metala u enzimskoj katalizi
Jednako važna uloga pripisuje se ionima metala u sprovođenju enzimske katalize. Učešće metala u elektrofilnoj katalizi. H
Energetske promjene u hemijskim reakcijama
Bilo koja hemijska reakcija se odvija, poštujući dva osnovna zakona termodinamike: zakon održanja energije i zakon entropije. Prema ovim zakonima, ukupna energija hemijskog sistema i njegovog okruženja
Uloga aktivnog mjesta u enzimskoj katalizi
Kao rezultat istraživanja, pokazalo se da je molekul enzima, u pravilu, višestruko veći od molekula supstrata koji je podvrgnut kemijskoj transformaciji ovim enzimom. VKontakte
kovalentna kataliza
Kovalentna kataliza se zasniva na napadu nukleofilnih (negativno naelektrisanih) ili elektrofilnih (pozitivno naelektrisanih) grupa aktivnog mesta enzima od strane molekula supstrata uz formiranje kova
nepovratna inhibicija
Ireverzibilna inhibicija se opaža u slučaju stvaranja kovalentnih stabilnih veza između molekula inhibitora i enzima. Najčešće se aktivno mjesto enzima mijenja. Kao rezultat
Reverzibilna inhibicija
Reverzibilni inhibitori se vezuju za enzim slabim nekovalentnim vezama i, pod određenim uslovima, lako se odvajaju od enzima. Reverzibilni inhibitori su konkurentni i neki
Antimetaboliti kao lijekovi
Kao inhibitori enzima kompetitivnim mehanizmom u medicinska praksa koriste supstance koje se zovu antimetaboliti. Ovi spojevi su strukturni analozi prirodnih supstrata
Regulacija katalitičke aktivnosti enzima interakcijama protein-protein
Neki enzimi mijenjaju svoju katalitičku aktivnost kao rezultat interakcija protein-protein. Postoje 2 mehanizma aktivacije enzima korištenjem interakcija protein-protein:
Regulacija katalitičke aktivnosti enzima parcijalnom (ograničenom) proteolizom
Neki enzimi koji funkcioniraju izvan stanica (u gastrointestinalnom traktu ili u krvnoj plazmi) sintetiziraju se kao neaktivni prekursori i aktiviraju se samo kao rezultat hidrolize jednog ili više
Enzimopatije
U srcu mnogih bolesti su poremećaji funkcioniranja enzima u stanici - enzimopatije. Čini se da se stečene enzimopatije, kao i proteinopatije općenito, javljaju kod svih bolesti.
Upotreba enzima kao lijekova
Upotreba enzima kao terapeutska sredstva ima mnoga ograničenja zbog njihove visoke imunogenosti. Ipak, enzimska terapija se aktivno razvija u nastavku
Struktura i funkcije DNK
DNK ima primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu. Primarna struktura DNK je red izmjenjivanja deoksiribonukleozid monofosfata (dNMP) u polinukleotidnom lancu. Ukratko, ovo
Organizacija ljudskog genoma
Ukupna dužina DNK haploidnog seta od 23 ljudska hromozoma je 3,5×109 parova baza. Ova količina DNK dovoljna je za stvaranje nekoliko miliona gena. Međutim, istina
Vrste i karakteristike strukturne organizacije RNK
Molekul RNK je izgrađen od jednog polinukleotidnog lanca. Odvojeni dijelovi lanca formiraju spiralne petlje - ukosnice, zbog vodikovih veza između komplementarnih azotnih baza
Hibridizacija nukleinskih kiselina
sekundarna struktura nukleinske kiseline nastaju zbog slabih interakcija - vodika i hidrofobne. Kada se otopina DNK zagrije, takve veze se razaraju, a polinukleotidni lanci divergiraju.
Metode za proučavanje strukture nukleinskih kiselina
Dugi niz godina o primarnoj strukturi nukleinskih kiselina sudili su posredni podaci (procijenjen je broj purinskih i pirimidinskih baza, raspodjela sporednih baza, osobine fizikalnih
Biosinteza DNK
Duplikacija DNK kod eukariota ulazi u S-fazu ćelijski ciklus. Pokretanje replikacije je regulisano specifičnim signalnim proteinskim molekulima - faktorima rasta. Vežu se za receptore ćelijske membrane
Popravak DNK
Visoku stabilnost DNK osigurava ne samo konzervativnost njene strukture i visoka tačnost replikacije, već i prisustvo posebnih sistema popravke u ćelijama svih živih organizama.
RNA biosinteza
Transkripcija je prvi korak u implementaciji genetskih informacija u ćeliju. Tokom ovog procesa dolazi do sinteze RNK lanca čija je sekvenca nukleotida komplementarna
Regulacija transkripcije
Transkripcija nije povezana sa fazama ćelijskog ciklusa; može ubrzati i usporiti u zavisnosti od potrebe ćelije ili organizma za određenim proteinom. Takva selektivna zabava
RNA obrada
Sve vrste RNK se sintetiziraju kao prekursori i zahtijevaju obradu (sazrevanje). Obrada mRNA počinje zatvaranjem
reverzna transkripcija
Neki virusi koji sadrže RNK (virus Rousovog sarkoma, HIV) imaju jedinstveni enzim - RNA zavisnu DNK polimerazu, koja se često naziva reverzna transkriptaza
Aktivacija aminokiselina
U fazi pripreme za sintezu, svaka od 20 proteinogenih aminokiselina je vezana sa α-karboksilnom grupom na 2¢- ili 3¢-hidroksilni radikal na kraju akceptora
Sinteza proteina kod eukariota
U toku sinteze proteina, informacije se čitaju sa mRNA u pravcu od 5¢- do 3¢-kraja, obezbeđujući sintezu peptida od N- do C-kraja. Događaji na ribosomu uključuju korake inicijacije
Posttranslacijske promjene u proteinima
Mnogi proteini se sintetiziraju u neaktivnom obliku (prekursori) i, nakon konvergencije sa ribosomima, prolaze kroz postsintetske strukturne modifikacije. Ove konformacijske i strukturne promjene polip
Regulacija sinteze proteina
Somatske ćelije svih tkiva i organa višećelijskog organizma sadrže iste genetske informacije, ali se međusobno razlikuju po sadržaju određenih proteina. Za e
Inhibitori biosinteze matriksa
Postoji velika grupa supstance koje inhibiraju sintezu DNK, RNK ili proteina. Neki od njih su našli primenu u medicini za lečenje zaraznih bolesti i neoplastične bolesti, dok drugi jesu
Upotreba DNK tehnologije u medicini
Dostignuća u oblasti molekularne biologije značajno su uticala na modernu medicinu: ne samo da su produbila znanja o uzrocima mnogih bolesti, već su doprinela i razvoju novih pristupa njihovim
Specifični i opći putevi katabolizma
Postoje tri faze u katabolizmu: 1). Polimeri se pretvaraju u monomere (proteini u aminokiseline, ugljikohidrati u monosaharide, lipidi u glicerol i masne kiseline). Hemijski
Metaboliti u normalnim i patološkim stanjima
Stotine metabolita se formiraju svake sekunde u živoj ćeliji. Međutim, njihove koncentracije se održavaju na određenom nivou, što je specifična biohemijska konstanta ili re
Nivoi proučavanja metabolizma
Nivoi proučavanja metabolizma: 1. Cijeli organizam. 2. Izolovani organi (perfuzirani). 3. Presjeci tkiva. 4. Ćelijske kulture. 5. Homo
Membranski lipidi
Membranski lipidi su amfifilne molekule, tj. molekul sadrži i hidrofilne grupe (polarne glave) i alifatske radikale (hidrofobni repovi) koji spontano formiraju dvosloj;
Mehanizmi membranskog transporta supstanci
Postoji nekoliko načina za prijenos tvari kroz membranu: Jednostavna difuzija je prijenos malih neutralnih molekula duž gradijenta koncentracije bez energije i
Strukturna organizacija tkivnog lanca disanja
Komponente respiratornog lanca u unutrašnjoj membrani mikohondrija formiraju komplekse: I kompleks (NADH-CoQH2-reduktaza) - prihvata elekto
Oksidativna fosforilacija ATP-a
Oksidativna fosforilacija je proces stvaranja ATP-a, zajedno s transportom elektrona duž lanca disanja tkiva od oksidiranog supstrata do kisika. Elektroni uvek teže
Hemiosmotska hipoteza Petera Mitchella (1961.)
Glavni postulati ove teorije su: unutrašnja membrana mitohondrija je nepropusna za H+ i OH− jone; zbog energije transporta elektrona kroz
Struktura ATP sintaze
ATP sintaza je integralni protein unutrašnje membrane mitohondrija. Nalazi se u neposrednoj blizini respiratornog lanca i naziva se kompleksom V. ATP sintaza se sastoji od 2 podjedinice, oko
Poremećaji energetskog metabolizma
Sve žive ćelije stalno trebaju ATP za obavljanje razne vrste aktivnosti. Kršenje bilo koje faze metabolizma, što dovodi do prestanka sinteze ATP-a, pogubno je za ćeliju. tkanine
Peroksidazni tip oksidacije
Oksidacija supstrata dehidrogenacijom. Dva atoma vodika se prenose na molekulu kisika kako bi se formirao peroksid: oksid ovisan o FAD-u
Monooksigenazni tip oksidacije
Monooksigenaze (hidroksilaze) kataliziraju ugradnju jednog atoma molekule kisika u supstrat. Drugi atom kiseonika redukuje se u vodu. Za rad sistema monooksigenaze
Reaktivne vrste kiseonika (slobodni radikali)
U tijelu, kao rezultat redoks reakcija, konstantno se stvaraju reaktivne kisikove vrste (ROS) tokom redukcije kisika jednim elektronom (molekula i
peroksidacija lipida (LPO)
LPO reakcije su slobodni radikali i stalno se javljaju u organizmu, kao i reakcije formiranja ROS. Obično se održavaju na određenom nivou i obavljaju niz funkcija.
Antioksidativni sistemi organizma
U tijelu se toksično djelovanje reaktivnih vrsta kisika sprječava djelovanjem antioksidativnih odbrambenih sistema. Normalno, održava se ravnoteža između oksidativnih (prooksidativnih)
Hormonski receptori
Biološko djelovanje hormona se manifestuje kroz njihovu interakciju sa receptorima ciljne ćelije. Ćelije koje su najosjetljivije na utjecaj određenog hormona nazivaju se
Sistem gvanilat ciklaze
Ovaj sistem, koji generiše cGMP kao sekundarni posrednik, u sprezi sa gvanilat ciklazom. Ovaj enzim katalizira stvaranje cGMP iz GTP (slično adenilat ciklazi). c molekule
Dušikov oksid
Dušikov oksid nastaje iz aminokiseline arginin uz učešće kompleksnog Ca2+-zavisnog enzimskog sistema zvanog NO-sintaza, koji je prisutan u nervnom tkivu, endote
Mehanizam transmisije hormonskog signala preko intracelularnih receptora
Prijenos signala hormona lipofilnih svojstava (steroidni hormoni) i tiroksina moguć je kada prođu kroz plazma membranu ciljnih stanica. Hormonski receptori se nalaze u citosolu
Hormoni hipotalamusa i hipofize
Liberini Statini Tropski hormoni hipofize Tireoliberin Kortikoliberin Somatoliberin Luliberin Faul
Tiroidni hormoni
Glavni hormoni štitne žlijezde- tiroksin (tetrajodtironin, T4) i trijodtironin (T3), koji su jodirani proizvodi
Biološko djelovanje
Tkiva tijela se prema osjetljivosti na inzulin dijele na dva tipa: 1) zavisna od insulina – vezivna, masna, mišićna; tkivo manje osetljivo na insulin
Hipofunkcija pankreasa
Kod nedovoljnog lučenja inzulina razvija se dijabetes melitus. Postoje dvije vrste dijabetes melitusa: inzulinski ovisan (tip I) i neovisni o insulinu (tip II). Insul
Glukagon
Glukagon je jednolančani polipeptid koji se sastoji od 29 aminokiselinskih ostataka. Sintetiše se u α-ćelijama Langerhansovih otočića, u neuroendokrinim stanicama crijeva. G efekti
Hipofunkcija paratireoidnih žlijezda (hipoparatireoza)
Glavni simptom hipoparatireoze zbog insuficijencije paratireoidne žlezde, hipokalcemija. Kao rezultat, povećava se neuromuskularna ekscitabilnost, što se manifestira napadima tonika
Hormoni srži nadbubrežne žlijezde
U meduli nadbubrežne žlijezde hromafinske stanice sintetiziraju kateholamine - dopamin, adrenalin i norepinefrin. Neposredna preteča katehola
Biološko djelovanje
Učinak glukokortikoida na metabolizam povezan je s njihovom sposobnošću da koordinirano djeluju na različita tkiva i različite procese, kako anaboličke (u jetri) tako i
Mineralokortikoidi
Aldosteron je najaktivniji mineralokortikoid. Sinteza i lučenje aldosterona u stanicama glomerulozne zone nadbubrežne žlijezde stimulira se niskom koncentracijom Na
muški polni hormoni
Muški polni hormoni - androgeni (od grčkog "andros" - muški) - testosteron, dihidrotestosteron, androsteron. Sintetizira se u Leydigovim ćelijama
Anabolički steroid
Anabolički steroidi su sintetičke supstance slične strukture androgenima, sa visokom anaboličkom i niskom androgenom aktivnošću. Djelovanje anaboličkih steroida se očituje u
ženskih polnih hormona
To uključuje estrogene (C18 steroidi) i progestine (C21 steroidi). Estrogeni nastaju aromatizacijom androgena. U jajnicima iz testa
Djelovanje na ne-genitalne organe
Djelujući na mozak, estrogeni obezbjeđuju formiranje seksualnog instinkta i mentalni status zene. Estrogeni imaju anaboličko dejstvo
Eikozanoidi
Eikozanoidi - biološki aktivne supstance, koje većina ćelija sintetiše iz polienskih masnih kiselina koje sadrže 20 atoma ugljika ("eikosa" - na grčkom znači 20). Eicosanoi
Eikozanoidna nomenklatura
Prostaciklini - PGI2, PGI3. Prostaciklin PGI2 se sintetiše u vaskularnom endotelu, srčanom mišiću, tkivu materice i sluznici želuca. On se proširio
Upotreba hormona u medicini
1. Hormoni se koriste da nadoknade njihov nedostatak u organizmu tokom hipofunkcije endokrine žlezde (zamjenska terapija): Insulin - kod dijabetes melitusa; Tyrok
Ključne karakteristike vitamina rastvorljivih u vodi
Naziv Dnevne potrebe, mg Oblik koenzima Biološke funkcije Karakteristične karakteristike beriberi
Ključne karakteristike vitamina rastvorljivih u mastima
Ime dnevne potrebe mg Biološke funkcije Karakteristični znaci avitaminoze A
Obezbeđivanje organizma vitaminima
Hrana je izvor vitamina za ljude. Važnu ulogu u stvaranju vitamina imaju crijevne bakterije koje sintetiziraju brojne vitamine. Vitamini rastvorljivi u vodi u tkivu
Hipovitaminoza
Potrebe osobe za vitaminima zavise od pola, starosti, fiziološkog stanja i intenziteta porođaja. Značajan uticaj na ljudsku potrebu za vitaminima ima hara
Hipervitaminoza
Bolesti uzrokovane prekomjernim unosom vitamini rastvorljivi u vodi nisu opisani. Koristi se fiziološki neophodan dio vitamina koji ulaze u organizam
Upotreba vitamina u kliničkoj praksi
Upotreba vitamina u preventivnim i medicinske svrhe može se sistematizirati na sljedeći način. IN preventivne svrhe: 1. Pro
Antivitamini
Antivitamini su tvari koje uzrokuju smanjenje ili potpuni gubitak biološke aktivnosti vitamina. Antivitamini se mogu podijeliti u dvije glavne grupe: 1) antivitamini, koji
Antivitamini
Vitamin Antivitamin Mehanizam djelovanja antivitamina Upotreba antivitamina 1. Para-amino-ben
Metabolizam fruktoze
Značajna količina fruktoze, koja nastaje prilikom razgradnje saharoze, prije ulaska u sistem portalne vene, pretvara se u glukozu već u crijevnim stanicama. Ostatak fruktoze se apsorbira
Metabolizam laktoze
Laktoza, disaharid koji se nalazi samo u mlijeku, sastoji se od galaktoze i glukoze. Laktozu sintetišu samo sekretorne ćelije žlezda sisara tokom laktacije. Prisutan je u mleku
oksidaza
Proporcija glukoze koja se preusmjerava na metabolizam duž puta glukuronske kiseline je vrlo mala u usporedbi s velikom količinom koja se razgrađuje tokom glikolize ili sinteze glikogena. Međutim, ja
Insulin
Rice. 18.-1. Regulacija aktivnosti glikogen sintaze. Razgradnja glikogena može se odvijati na dva načina. 1. Hidrolitički - uz učešće amilaze sa formiranjem
Regulacija sinteze triacilglicerola
U periodu apsorpcije, s povećanjem omjera inzulin/glukagon, aktivira se sinteza TAG u jetri. U masnom tkivu indukuje se sinteza lipoproten lipaze (LPL), tj.
Regulacija mobilizacije triacilglicerola
Mobilizaciju deponovanih TAG-a stimulišu glukagon i adrenalin i, ali u mnogo manjoj meri, hormon rasta i kortizol. U postapsorpcijskom periodu i tokom posta, glukagon, djelovanje
Gojaznost
Stanje kada je tjelesna težina 20% veća od idealne za datu osobu smatra se gojaznim. Razvija se kada procesi lipogeneze prevladavaju u masnom tkivu. Formiranje adipocita
Metabolizam masnih kiselina
Masne kiseline koje se oslobađaju tokom lipolize ulaze u krvotok i transportuju se u stanju vezane za serumski albumin. Unošenje FFA je praćeno pojavom u plazmi i hl
Razmjena ketonskih tijela
Tokom posta, produženo fizička aktivnost i u slučajevima kada ćelije ne primaju dovoljno glukoze (gastrointestinalni poremećaji kod dece, dijeta sa malo ugljenih hidrata i sl.).
Sinteza masnih kiselina
Sinteza masnih kiselina odvija se uglavnom u jetri, u manjoj mjeri - u masnom tkivu i mliječnoj žlijezdi u laktaciji. Glikoliza i naknadna oksidativna dekarboksilacija pirua
Biohemija ateroskleroze
Ateroskleroza je patologija koju karakterizira pojava aterogenih plakova na unutrašnjoj površini vaskularnog zida. Jedan od glavnih razloga za razvoj takve patologije je neravnoteža između
Varenje proteina u gastrointestinalnom traktu
Varenje proteina počinje u želucu pod dejstvom enzima. želudačni sok. Oslobađa se do 2,5 litara dnevno i razlikuje se od ostalih probavnih sokova po jako kiselom načinu.
Razgradnja proteina u tkivima
Izvodi se uz pomoć proteolitičkih lizosomalnih enzima katepsina. Prema strukturi aktivnog centra razlikuju se cistein, serin, karboksilni i metalops.
Transformacija aminokiselina crijevnom mikroflorom
Crijevni mikroorganizmi imaju skup enzimskih sistema koji se razlikuju od odgovarajućih enzima ljudskih tkiva i kataliziraju širok spektar transformacija.
Transaminacija aminokiselina
Transaminacija - reakcije prijenosa a-amino grupe iz aminokiseline u a-keto kiselinu, što rezultira stvaranjem nove keto kiseline i nove aminokiseline. Farma katalizira reakcije
Biološki značaj transaminacije
Transaminacija je prvi korak u deaminaciji većine aminokiselina, tj. početnoj fazi njihovog katabolizma. Rezultirajuće keto kiseline se oksidiraju u TCA ili se koriste za
Oksidativna deaminacija glutamata
Deaminacija glutaminske kiseline se najaktivnije odvija u tkivima. Reakciju katalizira enzim glutamat dehidrogenaza, koji se donekle razlikuje od tipičnih oksidaza s L-ami
Indirektna deaminacija aminokiselina
Većina aminokiselina ne može se deaminirati u jednom koraku kao glutamat. Amino grupe ovih aminokiselina se prenose u a-ketoglutarat da bi se formirala glutaminska kiselina.
Biogeni amini
Histamin se proizvodi dekarboksilacijom histidina u mastocitima. vezivno tkivo. U ljudskom tijelu obavlja sljedeće funkcije: Potiče lučenje želuca
Putevi katabolizma ugljičnog skeleta aminokiselina
Transaminacija i deaminacija aminokiselina dovodi do stvaranja ugljičnih skeleta aminokiselina bez dušika - α-keto kiselina. Proteini se sastoje od 20 aminokiselina koje se razlikuju po strukturi.
Detoksikacija tkiva amonijakom
Izvodi se u tkivima (mozak, retina, mišići, jetra, bubrezi, itd.) na tri glavna načina: 1. Glavni način je vezivanje NH3 sa glutaminskom kiselinom da nastane
Opća (konačna) neutralizacija amonijaka
Formiranje i izlučivanje amonijum soli. Uloga glutaminaze. U bubrezima, pod dejstvom glutaminaze, glutamin se hidrolizira sa stvaranjem amonijaka. Ovaj proces je jedan
Poremećaji sinteze i izlučivanja uree
Hiperamonemija je povećanje koncentracije amonijaka u krvi. Intoksikacija amonijakom je u osnovi razvoja hepatične kome. Jedan od glavnih razloga toksičnosti NH3 po molekulu
Metabolizam metionina
Metionin je esencijalna aminokiselina. Metilna grupa metionina je pokretni fragment od jednog ugljika koji se koristi za sintezu brojnih spojeva. Prijenos metionin metil grupe na odgovarajuću
Reakcija aktivacije metionina
Aktivni oblik metionina je S-adenozilmetionin (SAM), koji nastaje dodavanjem metionina molekulu adenozina. Adenozin nastaje hidrolizom ATP-a. Ova reakcija
Metabolizam fenilalanina i tirozina
Fenilalanin je esencijalna aminokiselina, jer se njegov benzenski prsten ne sintetizira u životinjskim stanicama. Metabolizam metionina se odvija na 2 načina: uključen je u proteine ili pr
Fenilketonurija
U jetri zdravih ljudi mali dio fenilalanina (do 10%) se pretvara u fenil laktat i fenilacetilglutamin. Ovaj put katabolizma fenilalanina postaje glavni kada je glavni put poremećen -
ksantinurija
Ksantinurija je nasljedna enzimopatija povezana s defektom ksantin oksidaze, što dovodi do poremećenog katabolizma purina do mokraćne kiseline. Može se uočiti u plazmi i urinu
Alosterična regulacija metaboličkih puteva
Alosterični regulatori su, po pravilu, dva tipa: 1. Krajnji proizvodi lanaca uzastopnih reakcija koji regulišu njihovu sintezu po principu povratne sprege.
Odnos metabolizma
Metabolizam u cjelini ne treba shvatiti kao zbir razmjena proteina, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata i lipida. Kao rezultat interakcije razmjena pojedinih klasa organskih jedinjenja
Uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata
Glavna uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata je održavanje normalnog nivoa glukoze u krvi – odnosno u regulaciji normoglikemije. Ovo se postiže kroz
Uklanjanje normalnih metabolita
1. Neutralizacija pigmenata. U ćelijama retikuloendotelnog sistema jetre odvija se katabolizam hema u bilirubin, konjugacija bilirubina sa glukuronskom kiselinom u hepatocitima i p
Neutralizacija ksenobiotika
Neutralizacija većine ksenobiotika odvija se u 2 faze: I - faza hemijske modifikacije; II - faza konjugacije. Hemijska modifikacija
Katabolizam hema
Bilirubin nastaje tokom razgradnje hemoglobina (slika 28.2). Ovaj proces se odvija u ćelijama jetre, slezene i koštane srži. Bilirubin je glavni žučni pigment kod ljudi. Na raskidu
Žutica. Diferencijalna dijagnoza
Žutica je bolest koju karakterizira žuta promjena boje kože i sluzokože kao posljedica nakupljanja bilirubina. Glavni razlog za ovu pojavu je hiperbilirubinemija. Uzroci hiperbilirubinemije m
Žutica novorođenčeta
Vrsta hemolitičke žutice kod novorođenčadi je "fiziološka žutica". Uočava se u prvim danima života djeteta. Razlozi za povećanje koncentracije indirektnog bilirubina u
Biohemijski mehanizmi razvoja zatajenja jetre
Zatajenje jetre je stanje koje kombinuje različite poremećaje funkcije jetre, koji se kasnije mogu u potpunosti nadoknaditi, napredovati ili
Biohemijske metode za dijagnosticiranje oštećenja jetre
Biohemijski laboratorijski testovi mogu biti vrlo osjetljivi pokazatelji oštećenja jetre. Rezultati biohemijskih analiza ukazuju na prirodu bolesti jetre, dozvoljavaju
Distribucija tečnosti u organizmu
Za obavljanje specifičnih funkcija stanicama je potrebno stabilno okruženje, uključujući stabilnu opskrbu hranjivim tvarima i konstantno izlučivanje metaboličkih proizvoda. Osnova unutrašnjeg
Solutes
Tjelesne tekućine sadrže dvije vrste otopljenih tvari, neelektrolite i elektrolite. 1. Neelektroliti. Supstance koje se ne disociraju u rastvoru i mere se po
Voda, biološka uloga, izmjena vode
Voda u organizmu je u tri stanja: 1. Konstitutivna (jako vezana) voda, uključena u strukturu proteina, masti, ugljenih hidrata. 2. Slabo vezana voda difuzijskih slojeva i
Regulacija zapremine ekstracelularne tečnosti
Mogu se uočiti značajne fluktuacije u volumenu intersticijalnog dijela ekstracelularne tekućine bez izraženog utjecaja na tjelesne funkcije. Vaskularni dio ekstracelularne tečnosti
Poremećaji acidobazne ravnoteže
Do kršenja dolazi kada mehanizmi održavanja CR-a nisu u stanju spriječiti smjene. Mogu se uočiti dva ekstremna stanja. Acidoza - povećanje koncentracije vodikovih iona ili p
Osnovne biološke funkcije
1. Strukturni - učestvuju u formiranju prostornih struktura biopolimera i drugih supstanci. 2. Kofaktor - učešće u obrazovanju aktivni centri enzimi.
Kalcijum, biološka uloga, metabolizam, regulacija
Biološka uloga: struktura koštanog tkiva, zubi; mišićna kontrakcija razdražljivost nervni sistem; intracelularni glasnik
Fosfor, biološka uloga, metabolizam, regulacija
Biološka uloga: formiranje (zajedno sa kalcijumom) strukture koštanog tkiva; struktura DNK, RNK, fosfolipida, koenzima; obrazovanje mak
Esencijalni elementi u tragovima
Esencijalni mikroelementi - mikroelementi bez kojih tijelo ne može rasti, razvijati se i obavljati svoje prirodne životni ciklus. Esencijalni elementi uključuju: žlijezde
Funkcije krvi
Krv transportuje različito hemijske supstance kroz krvne sudove. 1. Respiratorna funkcija– prenos kiseonika iz pluća u tkiva i CO2 iz tkiva u
Osobine metabolizma u krvnim stanicama
Eritrociti: 1. Zrelim eritrocitima nedostaje jezgro, pa se proteini ne sintetiziraju u ćeliji. Eritrocit je skoro potpuno ispunjen hemoglobinom. 2. Crvena krvna zrnca nemaju mitohe
Derivati hemoglobina
Molekul hemoglobina stupa u interakciju s različitim ligandima, formirajući derivate hemoglobina. 1. Deoksihemoglobin - HHb - nije povezan sa
Hemoglobinopatije
Sve strukturne anomalije proteinskog dijela hemoglobina nazivaju se hemoglobinoze. Razlikovati: hemoglobinopatije; talasemija. Gemogle
razmjena gvožđa
Tijelo odrasle osobe sadrži 3-4 g željeza, od čega je oko 3,5 g u krvnoj plazmi. RBC hemoglobin sadrži približno 68% željeza u tijelu.
anemija zbog nedostatka gvožđa
Anemija zbog nedostatka željeza nastaje kao posljedica poremećenog metabolizma željeza. Upoznajte se češće od drugih oblika anemije. Glavni razlozi: - kronični hrv
Karakterizacija serumskih proteina
Proteini komplementa - ovaj sistem uključuje 20 proteina koji cirkulišu u krvi u obliku neaktivnih prekursora. Njihova aktivacija se događa pod djelovanjem posebnih
Hemofilija
Hemofilin je nasljedna bolest uzrokovana odsustvom određenih faktora zgrušavanja krvi. Hemofilija A je povezana sa nedostatkom faktora VIII, hemofilija B
Osobine biohemijskih procesa u bubrežnom tkivu
· Visok intenzitet energetskog metabolizma. Veliki troškovi ATP-a povezani su sa aktivnim transportnim procesima tokom reapsorpcije, sekrecije, a takođe i sa biosintezom proteina. glavni put
Funkcije struje aksonske plazme
1. Kontinuirana nadoknada sastavni dijelovi neurona u normalnim i patološkim stanjima. 2. Oslobađanje supstanci iz neurona u vezi sa sinaptičkim transferom, njegovim trofičkim i drugim
Metabolizam slobodnih aminokiselina u mozgu
Aminokiseline igraju važnu ulogu u metabolizmu i funkcioniranju CNS-a. Ovo se objašnjava ne samo isključivom ulogom aminokiselina kao izvora sinteze velikih
Neuropeptidi
U posljednje vrijeme značajno je poraslo interesovanje za kontrolu najvažnijih funkcija mozga uz pomoć peptida. Otkriven je prilično veliki broj peptida koji su sposobni
Energetski metabolizam u nervnom tkivu
karakteristične karakteristike Energetski metabolizam u moždanom tkivu su: 1. Njegov visoki intenzitet u poređenju sa drugim tkivima. 2. Potrošnja velike brzine
Neurohemijske osnove pamćenja
Memorija je složen i još nedovoljno proučen proces koji uključuje faze hvatanja, pohranjivanja i preuzimanja dolaznih informacija. Sve ove faze su usko povezane jedna s drugom, i to često
Cerebrospinalna tečnost (likvor ili cerebrospinalna tečnost)
Ukupna količina likvora kod odrasle osobe je 100-150 ml, kod djece 80-90 ml. Brzina stvaranja cerebrospinalne tekućine kreće se od 350-750 ml / dan. Cerebrospinalna tečnost se ažurira 3-7 puta dnevno, h
Proteini mišića
Postoje tri grupe proteina: miofibrilarni proteini - 45%; Sarkoplazmatski proteini - 35%; stromalni proteini - 20%. I. Miofibrilar
Biohemijski mehanizmi kontrakcije i opuštanja mišića
Biohemijski ciklus mišićne kontrakcije sastoji se od 5 faza: 1-2-3 - faze kontrakcije; 4-5 - faze opuštanja. Faza 1 - u fazi mirovanja miozina
Uloga jona kalcija u regulaciji mišićne kontrakcije
Ključnu ulogu u regulaciji mišićne kontrakcije imaju joni kalcijuma (Ca2+). Miofibrili imaju sposobnost interakcije sa ATP-om i kontrakcije samo ako postoji određena količina u okolini.
Biohemija mišićnog umora
Umor je stanje tijela koje nastaje kao posljedica dugotrajnog opterećenja mišića i karakterizira ga privremeni pad performansi.
Kolagen
U ekstracelularnom matriksu, molekule kolagena formiraju polimere zvane kolagene fibrile. Imaju ogromnu snagu i praktički su nerastavljivi (mogu izdržati opterećenje od 10.000 r
Elastin
Za razliku od kolagena, koji formira jake fibrile, elastin ima svojstva slična gumi. Elastinski filamenti sadržani u tkivima pluća, u zidovima krvnih sudova, u elastičnim ligamentima
Proteoglikani i glikoproteini
Proteoglikani su makromolekularna jedinjenja koja se sastoje od proteina (5-10%) i glikozaminoglikana (90-95%). Oni čine glavnu tvar ekstracelularnog matriksa. Glikozamino
metabolizam ugljikohidrati glukoza glikoliza
Proteini nosači igraju ulogu u transportu glukoze između stanica i krvi. Ovi proteini su označeni kao GluT i numerisani su prema redosledu kojim su pronađeni. Oni transportuju glukozu između ćelija i krvi duž gradijenta koncentracije (za razliku od nosača koji transportuju MSc tokom njihove apsorpcije u crevima protiv gradijenta koncentracije). GluT1 se nalazi u endotelu BBB. Služi za obezbjeđivanje glukoze u mozgu. GluT2 u crijevnom zidu, jetri i bubrezima - organima koji oslobađaju glukozu u krv. GluT3 se nalazi u neuronima mozga. GluT4 je glavni transporter glukoze u mišićima i adipocitima. GluT5 se nalazi u tankom crijevu, detalji njegove funkcije su nepoznati.
Sljedeće ćelije i tkiva posebno intenzivno koriste glukozu: 1) nervnog tkiva, jer za nju je glukoza jedini izvor energije, 2) mišići (za stvaranje energije za kontrakcije), 3) crijevni zid (apsorpcija raznih supstanci zahtijeva energiju), 4) bubrezi (formiranje urina je energetski ovisan proces), 5) nadbubrežne žlezde (potrebna je energija za sintezu hormona); 6) eritrociti; 7) masno tkivo (glukoza mu je neophodna kao izvor glicerola za stvaranje TAG-a); 8) mlečne žlezde, posebno tokom laktacije (glukoza je neophodna za stvaranje laktoze).
U tkivima se oko 65% glukoze oksidira, 30% ide u liponeogenezu, 5% u glikogogenezu.
Glukostatsku funkciju jetre obezbjeđuju tri procesa: 1) glikogogeneza, 2) glikogenoliza, 3) glukoneogeneza (sinteza glukoze iz međuproizvoda razgradnje proteina, lipida, ugljikohidrata).
S povećanjem glukoze u krvi, njen višak se koristi za stvaranje glikogena (glikogenogeneza). Sa smanjenjem glukoze u krvi povećavaju se glikogenoliza (razgradnja glikogena) i glukoneogeneza. Pod uticajem alkohola inhibira se glukoneogeneza, što je praćeno padom glukoze u krvi kada u velikom broju pijanog alkohola. Ćelije jetre, za razliku od drugih stanica, sposobne su prenositi glukozu u oba smjera, ovisno o koncentraciji glukoze u međućelijskoj tvari i krvi. Dakle, jetra obavlja glukostatsku funkciju, održavajući konstantan sadržaj glukoze u krvi, koji iznosi 3,4-6,1 mmol/l. Do 10-14 dana nakon porođaja bilježi se fiziološka hipoglikemija, to je zbog činjenice da je komunikacija s majkom prestala nakon porođaja, a rezerve glikogena su male.
Glikogeneza 5% glukoze se pretvara u glikogen. Stvaranje glikogena naziva se glikogogeneza. 2/5 rezervi glikogena (oko 150 grama) deponuje se u parenhima jetre u obliku grudvica (10% sirove mase jetre). Ostatak glikogena se taloži u mišićima i drugim organima. Glikogen služi kao rezerva GWL za sve organe i tkiva. Rezerva GWL u obliku glikogena je zbog činjenice da glikogen, kao spirala, za razliku od glukoze, ne povećava osmotski pritisak ćelija.
Glikogeneza je složen proces u više faza, koji se sastoji od sljedećih faza - reakcije na saznanje (samo tekst), vidi. materijali strana 35:
- 1 - Stvaranje glukoza-6-fosfata - u jetri pod dejstvom glukokinaze, au drugim tkivima pod dejstvom heksokinaze, glukoza se fosforilira i pretvara u glukoza-6-fosfat (reverzibilna reakcija).
- 2 - Konverzija glukoza-6-fosfata u glukoza-1-fosfat Pod dejstvom fosfoglukomutaze, glukoza-1-fosfat se formira iz glukoza-6-fosfata (reverzibilna reakcija).
- 3 - Formiranje UDP-glukoze - glukoza-1-fosfat stupa u interakciju sa UTP-om pod dejstvom UDP-pirofosforilaze i nastaju UDP-glukoza i pirofosfat (reverzibilna reakcija)
- 4 - Produženje glikogenskog lanca počinje uključivanjem enzima glikogenina u rad: UDP-glukoza stupa u interakciju sa OH grupom tirozina u enzimu glikogenina (UDP se odcjepljuje i, kada se ponovno fosforilira, ponovo daje UTP). Zatim glikozilirani glikogenin stupa u interakciju s glikogen sintazom, pod čijom se djelovanjem još do 8 molekula UDP-glukoze dodaje prvom ostatku glukoze kroz 1-4 veze. U ovom slučaju, UDP se odvaja (reakcije, vidi str. 123 - Biohemija u dijagramima i crtežima, 2. izdanje - N.R. Ablaev).
- 5 - Grananje molekule glikogena - pod dejstvom amilo (14) (16) -transglukozidaze formira se alfa (16) - glikozidna veza (vidi film, ne otpisivati).
Dakle, 1) glikogen sintetaza i amilotransglukozidaza učestvuju u formiranju zrele molekule glikogena; 2) sinteza glikogena zahteva mnogo energije - za pričvršćivanje 1 molekula glukoze na fragment glikogena koristi se 1 molekul ATP i 1 molekul UTP; 3) za pokretanje procesa potrebno je prisustvo glikogenskog semena i nekih specijalizovanih prajmer proteina; 4) ovaj proces nije neograničen – višak glukoze se pretvara u lipide.
Glikogenoliza Proces razgradnje glikogena odvija se na 2 načina: 1 način - fosforoliza, 2 način - hidroliza.
Fosforoliza se javlja u mnogim tkivima (odmah pišemo reakcije, otvaramo samo tekst). U isto vrijeme, fosforne kiseline su vezane za ekstremne molekule glukoze i istovremeno se odcjepljuju u obliku glukoza-1-fosfata. Ubrzava reakciju fosforilaze. Glukoza-1-fosfat se zatim pretvara u glukoza-6-fosfat, koji ne prodire u ćelijsku membranu i koristi se samo tamo gdje je nastao. Takav proces je moguć u svim tkivima osim u jetri, u kojoj ima dosta enzima glukoza-6-fosfataze, koji ubrzava cijepanje fosforne kiseline i nastaje slobodna glukoza koja može ući u krv - prikažite na filmu, znajte reakcije, vidi materijale na strani 36 -37 (ne otpisivati za otvorene).
Obavezno u obliku teksta - Fosforilaza ne djeluje na alfa (16) glikozidne veze. Stoga se konačno uništavanje glikogena vrši amilo-1,6-glukozidazom. Ovaj enzim pokazuje 2 vrste aktivnosti. Prvo, aktivnost transferaze, koja prenosi fragment od 3 molekula glukoze sa položaja alfa (16) u položaj alfa (14). Drugo, aktivnost glukozidaze, koja ubrzava cijepanje slobodne glukoze na nivou alfa (16) glikozidne veze (vidi film).
Drugi način glikogenolize - hidroliza, odvija se uglavnom u jetri pod dejstvom gama-amilaze. U ovom slučaju, posljednji molekul glukoze se cijepa od glikogena i slobodna glukoza može ući u krv.Poznajte reakcije, pogledajte materijale na strani 37, prikažite na filmu.
Tako se kao rezultat glikogenolize formira glukoza-monofosfat (tokom fosforolize) ili slobodna glukoza (prilikom hidrolize), koja se koristi za sintetičke procese ili podliježe razgradnji (oksidaciji).
Glukoza može ući u ćelije tjelesnih tkiva kako egzogeno iz hrane, tako i formirana endogeno iz uskladištenog glikogena (kao rezultat glikogenolize) ili iz drugih supstrata kao što su laktat, glicerol, aminokiseline (kao rezultat glukoneogeneze). Glukoza apsorbirana u tankom crijevu ulazi u jetru kroz portalnu venu i ulazi u hepatocite. Po svojoj prirodi, glukoza je hidrofilna tvar, stoga ne može slobodno proći kroz fosfolipidnu membranu. Mehanizam njegovog transporta se odvija uz pomoć proteina nosača. Kod stimulacije inzulinom, uočava se povećanje sadržaja ovih proteina u plazma membranama za 5-10 puta, dok se njihov sadržaj unutar ćelije smanjuje za 50-60%. Da bi se stimulisalo kretanje proteina nosača do membrane, potrebni su dalji stimulativni efekti insulina. Do danas su identifikovane dve klase transportera glukoze:
Kotransporter Na-glukoze, koji se ekspresuje posebnim epitelnim trepljastim ćelijama tanko crijevo i proksimalni bubreg. Ovaj protein aktivno prenosi glukozu iz intestinalnog lumena ili nefrona protiv gradijenta koncentracije vezujući glukozu za one natrijeve ione koji se transportuju ispod gradijenta koncentracije.
Vlasnički transporteri glukoze. To su membranski proteini koji se nalaze na površini svih stanica i prenose glukozu ispod koncentracijskog gradijenta. Transporteri glukoze vrše prijenos glukoze ne samo u ćeliju, već i van ćelije, a također su uključeni u unutarćelijsko kretanje glukoze. Trenutno je opisano 6 proteina za transport glukoze, GluT.
U ćelijama se glukoza fosforilira u reakciji heksokinaze, pretvarajući se u glukoza-6-fosfat (Gl-6-P), Gl-6-P je supstrat nekoliko metaboličkih puteva: sinteze glikogena, ciklusa pentoze fosfata, glikolitičkog razlaganja do laktat, odnosno aerobni metabolizam počinje sa ovom molekulom.potpuna razgradnja do CO 2 i H 2 O. U ćelijama sposobnim za glukoneogenezu (ćelije jetre, bubrega, crijeva), Gl-6-P se može defosforilirati i ući u krv u obliku slobodne glukoze i transportuju se do drugih organa i tkiva.
Glukoza je posebno važna za moždane ćelije. Ćelije nervnog sistema zavise od glukoze kao glavnog energetskog supstrata. Istovremeno, u mozgu nema rezervi glukoze, ona se tamo ne sintetizira, neuroni ne mogu trošiti druge energetske supstrate, osim glukoze i ketonskih tijela, glukoza se može gotovo potpuno iscrpiti iz ekstracelularne tekućine, jer stanice nervni sistem troše glukozu na inzulinski nezavisan način.
Glikogen. Iz Gl-6-P, kao rezultat kombinovanog djelovanja glikogen sintetaze i enzima "grananja", sintetizira se glikogen - polimer koji izgledom podsjeća na drvo. Molekul glikogena može sadržavati do milion monosaharida. U tom slučaju dolazi do svojevrsne kristalizacije glikogena i on nema osmotski učinak. Ovaj oblik je pogodan za skladištenje u kavezu. Ako bi se otopio toliki broj molekula glukoze, tada bi se zbog osmotskih sila stanica raspala. Glikogen je pohranjeni oblik glukoze i energije. Nalazi se u gotovo svim tkivima, u ćelijama nervnog sistema njegova minimalna količina, u jetri i mišićima je posebno obilna. Glikogen sadrži samo 2 tipa glikozidnih veza: a(1®4)-tip i a(1®6)-tip. Veza tipa a(1®4) se formira na svakih 8-10 ostataka D-glukoze (slika 4).
Glikogenoliza. Ovo je način razgradnje glikogena. Glikogen u tijelu se uglavnom skladišti u jetri i skeletnih mišića. Mišićni glikogen se koristi kao izvor energije tokom intenzivne fizičke aktivnosti. Glikogenoliza u jetri se aktivira kao odgovor na smanjenje glukoze tokom pauze za obrok ili kao odgovor na stres. Glavni hormoni koji aktiviraju glikogenolizu su glukagon, adrenalin (epinefrin) i kortizol (Tabela 2).
tabela 2
Glikogenoliza počinje cijepanjem terminalnih ostataka glukoze na a(1®4) vezama, u ovom procesu glikogen fosforilaza je ključni enzim (slika 5.). Fosforilaza se aktivira fosforilacijom koja uključuje cAMP zavisnu protein kinazu i fosforilaznu kinazu. Aktivaciju fosforilaze kontroliraju kateholamini (jetra, mišići) i glukagon (jetra). Ovi hormoni potiču razgradnju glikogena u jetri i time hiperglikemijski odgovor. Produkt reakcije fosforilaze je glukoza-1-fosfat (G-1-P), koji se pretvara u G-6-P uz učešće enzima fosfoglukomutaze. U jetri se glukoza formira iz G-6-P i G-1-P uz učešće enzima G-6-Phtase i G-1-Phtase, respektivno. Enzim fosforilaza je specifičan samo za a(1®4) veze. Razgrađuje glikogen dok na kraju grane ne ostane 3-4 ostatka ugljikohidrata. Tada djeluje enzimski kompleks transglukozilaze i glukozidaze. Prvi od ovih enzima prenosi (translocira) kratki segment ostataka ugljikohidrata do kraja a(1®4) lanca, drugi odcjepljuje glukozu na a(1®6) vezi. Ponavlja se ciklus koji uključuje fosforilazu i enzimski kompleks koji uništava grane glikogena. Oko 90% glukoze se oslobađa iz glikogena u obliku G-1-P kada se a(1®4) veza prekine, 10% kao slobodna glukoza kada se a(1®6) veza prekine. Glukoza se može formirati iz glikogena uz učešće amil-1,6-glukozidaze, koja razgrađuje bočne lance glikogena.
|
Glikogenoze. Ovo je grupa nasljednih bolesti povezanih sa defektima enzima, kod kojih je poremećena razgradnja glikogena (Sl. 5) i, unatoč ogromnoj zalihama glikogena u organima, kod bolesne djece se razvija hipoglikemija (Tabela 3).
Tabela 3
| Glikogenoze - bolesti skladištenja glikogena | |||
| Tip | Naziv bolesti | Defekt enzima | Strukturni i kliničke manifestacije defekt |
| I | von Gierke's (Girke) | glukoza-6-fosfataza | teška postapsorpcijska hipoglikemija, laktacidoza, hiperlipidemija |
| II | Pompe's (Pompe) | lizozomalna a-glukozidaza | granule glikogena u lizosomima |
| III | Cori's (Corey) | transglukozilaza / glukozidaza | promijenjena struktura glikogena, hipoglikemija |
| IV | Andersenova (Andersen) | "granajući" enzim | izmijenjena struktura glikogena |
| V | McArdle's (McArdle) | mišićna fosforilaza | taloženje glikogena u mišićima, grčevi tokom vježbanja |
| VI | njen (Heru) | fosforilaza jetre | hipoglikemija, ali ne tako teška kao kod tipa I |
Gierkeova bolest (tip I glikogenoza) je najviše proučavana, kod ove bolesti je blokirana razgradnja glikogena zbog odsustva enzima glukoza-6-fosfataze, struktura glikogena je normalna. Poremećeno je stvaranje slobodne glukoze, stvara se puno laktata. Hipoglikemija dovodi do aktivacije metabolizma masti, oksidacija lipida je praćena stvaranjem ketonskih tijela. Hipoglikemija se jasno očituje u određivanju glukoze u krvi metodama glukoza oksidaze i heksokinaze, dok su reduktometrijskom metodom po Hagedornu, zbog prisustva redukcijskih supstanci u krvi, rezultati određivanja glukoze značajno iskrivljeni. Vrijednost adrenalinskih i glukagonskih testova je velika, jer adrenalin i glukagon ne povećavaju razinu glukoze u krvi zbog nemogućnosti jetre da opskrbi slobodnu glukozu iz glikogena.
ISTORIJAT SLUČAJA #1
GIRKEOVA BOLEST (GLIKOGENOZA KOD DEFICICIJE G-6-FAZE)
Djevojčica od 6 mjeseci je stalno bila hirovita, bolesnog izgleda, brzo se umarala, pospana, često je imala probavne smetnje, a uočeno je značajno povećanje jetre.
Laboratorijske analize:
Glukoza u krvi (1 sat nakon hranjenja) - 3,5 mmol/l (referentni raspon » 5 mmol/l)
4 sata nakon hranjenja, na pozadini znakova bolesnog stanja sa pulsom od 110 u 1 min, nivo glukoze je bio 2 mmol/l. Simptomi su nestali nakon jela. Biopsija jetre pokazala je masivne naslage glikogena u citoplazmi hepatocita.
Dijagnostikovana Gierkeova bolest. Liječenje je uključivalo česta hranjenja sa smanjenjem ugljikohidrata u prehrani i ishranom kroz nazogastrična sonda po noći.
ISTORIJAT SLUČAJA #2
MAC-ARDLOVA BOLEST (GLIKOGENOZA SA SMANJENOM MIŠIĆNOM SNAGE)
30-godišnji muškarac se obratio ljekaru oko hronični bol u mišićima nogu i ruku i konvulzijama tokom vježbanja. Imao je slabost u mišićima, pa se nikada nije bavio sportom. Stanje se nije promenilo sve dok nije odlučio da ojača mišiće bavljenjem sportom. Uz uporne fizičke vježbe, bol je u pravilu nestajao nakon 15-30 minuta treninga i mogao je nastaviti vježbati.
Laboratorijske analize:
U laboratorijskom istraživanju je utvrđeno da je tokom umjerenog vježbanja nivo glukoze u krvi bio normalan, ali je povećana aktivnost MM frakcije kreatin kinaze (MM-CK), što ukazuje na oštećenje mišića. Intenzivnim mišićnim radom blago se smanjio nivo glukoze u krvi, ali se istovremeno smanjio i nivo laktata. Biopsija je pokazala neobično visoku količinu glikogena u mišićima, što dokazuje bolest skladištenja glikogena.
Diskusija:
U početnom periodu mišićnog opterećenja uvijek se počinje intenzivno trošiti glukoza, koja nastaje iz raspadajućeg glikogena. Međutim, kod konvulzija koje se javljaju uz dug kisika, kao rezultat aktivacije glikolize, trebalo bi doći do stvaranja piruvata, koji prelazi u laktat i ulazi u krv. U istom slučaju nije došlo do povećanja laktata, što dokazuje kršenje mobilizacije mišićnog glikogena. Raskid bol u mišićima 0,5 sati nakon vježbanja objašnjava se fiziološkom reakcijom uzrokovanom adrenalinom koji se oslobađa tijekom vježbanja, koji pospješuje ulazak glukoze i masnih kiselina u mišiće iz krvi, nadoknađujući nedovoljan unos glukoze iz mišićnog glikogena.
Glikoliza. U anaerobnim uslovima, glikoliza je glavna metabolički put razgradnju glukoze. U ovom procesu, razgradnjom 1 molekule glukoze nastaju 2 molekula ATP-a i 2 molekula piruvata. U tkivima u kojima sinteza ATP-a nije u potpunosti osigurana zbog oksidativne fosforilacije, glukoza je glavni izvor energije. Intenzivnim mišićnim radom u mišićima, ugljikohidrati se razgrađuju do laktata, uzrokujući takozvani dug kisika i dovodi do unutarćelijske acidifikacije. Red lijekovi, posebno bigvanidi, sulfoniluree prve generacije, aktiviraju glikolizu, pa kod dijabetesa mogu biti dodatni faktori koji doprinose razvoju laktacidoze. S tim u vezi, uz određivanje parametara CBS i plinova u krvi, u ekspres laboratorijama na jedinicama intenzivne njege, preporučuje se određivanje laktata kod pacijenata sa hipoksijom. Inhibitori glikolize su monojodoacetat i NaF - moćni otrovi. U eritrocitima su glikoliza i pentozofosfatni ciklus glavni načini iskorišćavanja glukoze, njihov intenzitet je visok, stoga se ne preporučuje ostavljati ugrušak sa serumom pri određivanju glukoze ili mjeriti glukozu u EDTA stabiliziranoj krvi nakon više od 1 sata. Ako je potrebno čuvati krv, preporučuje se upotreba monojodoacetata ili NaF kao inhibitora glikolize.
Aerobna oksidacija glukoze. Glukoza je jedan od glavnih energetskih supstrata u tijelu. Brzina njegove oksidacije u mirovanju na prazan želudac je oko 140 mg/kg tjelesne težine za 1 sat. Neki vitalni važnih organa, posebno cerebralni korteks, koriste samo glukozu kao energetski supstrat. U procesu oksidacije, glikolitičkim putem se pretvara u piruvat, koji ulazi u mitohondrije, gdje se dekarboksilira u acetil-coA. Daljnja oksidacija se događa u Krebsovom ciklusu i procesu oksidativne fosforilacije, u kojem se sintetiše ATP i formira endogena voda. Ovo je glavni način proizvodnje energije: 1 molekul glukoze u procesu aerobne oksidacije omogućava da se sintetizira 19 puta više ATP-a nego glikolizom, odnosno 38 molekula ATP-a. Oksidacija glukoze u aerobnim uvjetima je najefikasniji način da koristi kiseonik za energetske potrebe. Efikasnost bazalnog metabolizma je najveća kada se glukoza oksidira, pa je važna komponenta u parenteralnoj ishrani.
Pentozofosfatni šant. Biološka uloga ovog ciklusa je stvaranje pentoznih fosfata neophodnih za sintezu nukleinskih kiselina, stvaranje reduciranih ekvivalenata u obliku NADPH za sintezu masnih kiselina i obezbjeđivanje antioksidativnog sistema ćelija. Među defektima pentozofosfatnog šanta, najčešći je nedostatak ili abnormalnost enzima glukoza-6-fosfat dehidrogenaze. Ovo ne osigurava potrebnu obnovu glutationa. U membrani eritrocita se aktivira peroksidacija, akumuliraju se hidroperoksidi, narušava se propusnost stanične membrane, što rezultira hemolizom.
Odnos između ugljikohidrata, proteina i metabolizam lipida . Važan zajednički međuprodukt u metabolizmu ugljikohidrata, aminokiselina i lipida je molekul acetil-coA u stanicama. Preko acetil-coA, glukoza i drugi ugljikohidrati mogu se pretvoriti u masne kiseline i trigliceride, u neesencijalne aminokiseline, i obrnuto, glukoza se može sintetizirati preko ovog molekula. Putem međukonverzija sa različitom ishranom, telo sintetiše potrebne komponente. Stoga, čak i uz ishranu isključivo ugljikohidrata, masa masnog tkiva može se povećati. Nakon jela, kao i nakon unosa ugljenih hidrata, ne preporučuje se ispitivanje bazalnog nivoa glukoze u krvi. Gotovo uvijek kod hipertrigliceridemije postoji tendencija poremećaja metabolizma ugljikohidrata zbog razvoja inzulinske rezistencije.
Glukoneogeneza. Ovo je naziv metaboličkog procesa sinteze glukoze iz aminokiselina i proizvoda srednjeg metabolizma. U procesu glukoneogeneze javljaju se iste reakcije kao kod glikolize, ali u obrnuti smjer. Izuzetak su 3 reakcije koje se šuntiraju. Kompletan set enzima glukoneogeneze nalazi se u ćelijama jetre, bubrega i crijevne sluznice. Glukokortikoidi, posebno kortizol, snažni su stimulatori sinteze enzima glukoneogeneze, uzrokujući hiperglikemiju zbog sinteze glukoze iz aminokiselina tijekom katabolizma proteina.
REGULACIJA METABOLIZMA UGLJIKOHIDRATA.
Nivo glukoze u krvi je najvažniji faktor u homeostazi. Održava se na određenom nivou funkcijom crijeva, jetre, bubrega, gušterače, nadbubrežnih žlijezda, masnog tkiva i drugih organa (slika 6).
|
|
|
Rice. 6. Metabolizam glukoze nakon jela. Glukoza apsorbirana u crijevima ulazi u jetru. Jetra održava stalnu opskrbu energetskim supstratima drugim organima, prvenstveno mozgu. Unos glukoze u jetru i mozak ne zavisi od insulina, a u mišiće i masno tkivo zavisi od insulina. U svim stanicama, prvi korak u metabolizmu glukoze je fosforilacija. U jetri inzulin stimulira enzim glukokinazu, pokrećući stvaranje glikogena. Višak glukoze-6-fosfata koristi se za sintezu aminokiselina i lipida. U mišićima se glukoza pohranjuje kao glikogen, u masnom tkivu se pretvara u trigliceride, a u moždanom tkivu glukoza se koristi kao energetski supstrat.
Postoji nekoliko vrsta regulacije metabolizma ugljikohidrata: supstratna, nervna, hormonalna, bubrežna.
Kada se koriste ugljeni hidrati, kao i druge supstance, telo se suočava sa dva zadatka - usisavanje iz crijeva u krv transport iz krvi u ćelije tkiva. U svakom slučaju, potrebno je savladati membranu.
Transport monošećera kroz membrane
Apsorpcija u crijevima
Nakon varenja škroba i glikogena, nakon razgradnje disaharida u crijevnoj šupljini, glukoze i drugi monosaharidi koji moraju ući u krvotok. Da bi to učinili, moraju prevladati barem apikalnu membranu enterocita i njegovu bazalnu membranu.
sekundarni aktivni transport
By mehanizam sekundarnog aktivnog transporta apsorpcija glukoze i galaktoze se odvija iz lumena crijeva. Takav mehanizam znači da se energija troši prilikom prijenosa šećera, ali se ne troši direktno na transport molekula, već na stvaranje gradijenta koncentracije druge tvari. U slučaju monosaharida, ova supstanca je natrijum jon.
Sličan mehanizam transporta glukoze prisutan je u tubularnom epitelu. bubrega, koji ga reapsorbuje iz primarnog urina.
Samo prisustvo aktivan transport vam omogućava transfer iz spoljašnje okruženje skoro svu glukozu unutar ćelija.
Enzim Na + ,K + -ATPaza stalno, u zamjenu za kalijum, ispumpava jone natrijuma iz ćelije, to je taj transport koji zahtijeva energiju. U lumenu crijeva, sadržaj natrijuma je relativno visok i on se vezuje za specifičan membranski protein koji ima dva mjesta vezivanja: jedno za natrijum, drugo za monosaharid. Važno je napomenuti da se monosaharid vezuje za protein tek nakon što se natrijum veže za njega. Protein transporter slobodno migrira u debljini membrane. Nakon kontakta proteina sa citoplazmom, natrijum se brzo odvaja od njega duž gradijenta koncentracije i monosaharid se odmah odvaja. Rezultat je nakupljanje monosaharida u ćeliji, a natrijevi ioni se ispumpavaju Na +, K + -ATPazom.
Oslobađanje glukoze iz ćelije u međućelijski prostor i dalje u krv dolazi zbog olakšane difuzije.
Sekundarni aktivni transport glukoze i galaktoze kroz membrane enterocita
Pasivni transport
Za razliku od glukoze i galaktoze, fruktoza a ostali monosaharidi se uvijek transportuju transporterskim proteinima neovisno o gradijentu natrijuma, tj. olakšanu difuziju. Da, uključeno apical membrana enterocita sadrži transportni protein Glut-5 kroz koje fruktoza difundira u ćeliju.
Za glukozu se koristi sekundarni aktivni transport kada se ona nisko koncentracije u crijevima. Ako je koncentracija glukoze u lumenu crijeva super, onda se takođe može transportovati u ćeliju olakšanu difuziju uz pomoć proteina Glut-5.
Brzina apsorpcije monosaharida iz lumena crijeva u epiteliocit nije ista. Dakle, ako se stopa apsorpcije glukoze uzme kao 100%, onda će relativna brzina prijenosa galaktoze biti 110%, fruktoze - 43%, manoze - 19%.
Transport iz krvi kroz ćelijske membrane
Nakon ulaska u krv koja teče iz crijeva, monosaharidi se kreću kroz sudove portalnog sistema do jetre, djelomično se zadržavaju u njoj, a dijelom ulaze u sistemsku cirkulaciju. Njihov sljedeći zadatak je prodiranje u ćelije organa.
Glukoza se iz krvi prenosi u ćelije olakšanu difuziju duž gradijenta koncentracije koji uključuje proteini nosači(transporteri glukoze - "GluT"). Ukupno se razlikuje 12 tipova transportera glukoze, koji se razlikuju po lokalizaciji, afinitetu za glukozu i sposobnosti regulacije.
Transporteri glukoze Glut-1 prisutni su na membranama svih ćelija i odgovorni su za osnovni transport glukoze u ćelije neophodan za održavanje vitalnosti.
Karakteristike Glut-2 je sposobnost prolaska glukoze u dva pravca I nizak afinitet na glukozu. Nosač je, prije svega, predstavljen u hepatociti, koji nakon jela hvataju glukozu, a u postapsorpcijskom periodu i tokom posta dovode je u krv. Ovaj transporter je takođe prisutan u crijevnog epitela I bubrežnih tubula. Prisutan na membranama β ćelije na Langerhansovim otočićima, GluT-2 prenosi glukozu unutra u koncentracijama iznad 5,5 mmol/L i na taj način stvara signal za povećanje proizvodnje inzulina.
Glut-3 ima visok afinitet na glukozu i predstavlja se u nervnog tkiva. Stoga su neuroni u stanju apsorbirati glukozu čak i pri niskim koncentracijama u krvi.
Glut-4 se nalazi u mišićima i masnom tkivu, samo su ti transporteri osjetljivi na utjecaj insulin. Kada insulin deluje na ćeliju, oni izlaze na površinu membrane i prenose glukozu unutra. Ove tkanine se zovu zavisne od insulina.
Neka tkiva su potpuno neosjetljiva na djelovanje inzulina, tzv neovisni o inzulinu. To uključuje nervno tkivo, staklasto tijelo, sočivo, retinu, bubrežne glomerularne ćelije, endoteliocite, testise i eritrocite.
Potrošnja glukoze stanicama iz krvotoka također se događa olakšanom difuzijom. Stoga brzina transmembranskog protoka glukoze ovisi samo o gradijentu njene koncentracije. Izuzetak su mišićne ćelije i masno tkivo, gdje je olakšana difuzija regulirana inzulinom (hormonom pankreasa). U nedostatku insulina plazma membrana ovih ćelija je nepropusna za glukozu, jer ne sadrži proteine nosače glukoze (transportere) glukoze. Transporteri glukoze se još nazivaju i receptori glukoze. Na primjer, opisan je transporter glukoze izoliran iz eritrocita. Ovo je transmembranski protein, čiji je polipeptidni lanac izgrađen od 492 aminokiselinske ostatke i ima strukturu domena. Polarni domeni proteina nalaze se duž različite strane membrane, hidrofobne, nalaze se u membrani, prelazeći je nekoliko puta. Transporter ima mjesto za vezivanje glukoze na vanjskoj strani membrane. Nakon dodavanja glukoze, konformacija proteina se mijenja, zbog čega je glukoza povezana s proteinom u regiji okrenutom prema unutrašnjosti ćelije. Zatim se glukoza odvaja od transportera i prelazi u ćeliju
Smatra se da metoda olakšane difuzije, u poređenju sa aktivnim transportom, sprečava transport jona zajedno sa glukozom ako se transportuje duž gradijenta koncentracije.
Apsorpcija ugljikohidrata u crijevima. Apsorpcija monosaharida iz crijeva se odvija olakšanom difuzijom uz pomoć posebnih proteina nosača (transportera). Osim toga, glukoza i galaktoza se transportuju u enterocit sekundarnim aktivnim transportom, ovisno o gradijentu koncentracije natrijevih jona. Proteini transporteri ovisni o gradijentu Na+ osiguravaju apsorpciju glukoze iz lumena crijeva u enterocit u odnosu na gradijent koncentracije. Koncentraciju Na + neophodnu za ovaj transport obezbeđuje Na + ,K + -ATPaza, koja radi kao pumpa, pumpajući Na + iz ćelije u zamenu za K + . Za razliku od glukoze, fruktoza se prenosi sistemom neovisnim o gradijentu natrijuma.
Transporteri glukoze(GLUT) se nalaze u svim tkivima. Postoji nekoliko tipova GLUT-a (tabela 7-1) i oni su numerisani prema redosledu kojim su pronađeni.
Struktura proteina iz porodice GLUT razlikuje se od proteina koji transportuju glukozu kroz membranu u crijevima i bubrezima protiv gradijenta koncentracije.
Opisanih 5 tipova GLUT-a imaju sličnu primarnu strukturu i organizaciju domena.
- GLUT-1 osigurava stalan protok glukoze u mozak;
- GLUT-2 se nalazi u ćelijama organa koji luče glukozu u krv. Uz sudjelovanje GLUT-2 glukoza prelazi u krv iz enterocita i jetre. GLUT-2 je uključen u transport glukoze u β-ćelije pankreasa;
- GLUT-3 ima veći afinitet za glukozu od GLUT-1. Takođe obezbeđuje stalnu opskrbu glukozom ćelijama nervnog i drugih tkiva;
- GLUT-4 je glavni nosač glukoze u mišićne ćelije i masno tkivo;
- GLUT-5 se uglavnom nalazi u ćelijama tankog creva. Njegove funkcije nisu dobro poznate.
Sve vrste GLUT-a mogu se naći i u plazma membrani i u citosolnim vezikulama. GLUT-4 (i u manjoj mjeri GLUT-1) je gotovo u potpunosti lociran u citoplazmi stanica. Utjecaj inzulina na takve stanice dovodi do pomicanja vezikula koji sadrže GLUT do plazma membrane, fuzije s njom i ugradnje transportera u membranu. Nakon toga je moguć olakšan transport glukoze u ove ćelije. Nakon smanjenja koncentracije inzulina u krvi, transporteri glukoze se ponovo kreću u citoplazmu, a protok glukoze u ćeliju prestaje (sl. 7-19).
Kretanje glukoze iz primarnog urina u stanice bubrežnih tubula odvija se sekundarnim aktivnim transportom, slično apsorpciji glukoze iz lumena crijeva u enterocite. Zbog toga glukoza može ući u stanice čak i ako je njena koncentracija u primarnom urinu manja nego u stanicama. U ovom slučaju, glukoza se reapsorbuje iz primarnog urina gotovo u potpunosti (99%).
Poznati su različiti poremećaji u radu transportera glukoze. Naslijeđeni defekt ovih proteina može biti u osnovi dijabetes melitusa koji nije zavisan od inzulina (vidjeti dio 11). Istovremeno, ne samo defekt samog proteina može biti uzrok kvara transportera glukoze. Kršenja funkcije GLUT-4 moguća su u sljedećim fazama:
- prijenos inzulinskog signala o kretanju ovog transportera do membrane;
- kretanje transportera u citoplazmi;
- uključivanje u membranu;
- vezivanje membrane itd.
77.Glikoliza (fosfotriozni put, ili Embden-Meyerhof šant, ili Put Embden-Meyerhof-Parnassus) je enzimski proces sekvencijalne razgradnje glukoze u ćelijama, praćen sintezom ATP-a. Glikoliza u aerobnim uslovima dovodi do stvaranja pirogrožđane kiseline (piruvat), glikoliza u anaerobnim uslovima dovodi do stvaranja mliječne kiseline (laktata). Glikoliza je glavni put katabolizma glukoze kod životinja.
generalni pregled
Glikolitički put se sastoji od 10 uzastopnih reakcija, od kojih je svaka katalizirana posebnim enzimom.
Proces glikolize se uslovno može podijeliti u dvije faze. Prva faza, koja nastavlja sa potrošnjom energije 2 ATP molekula, je cijepanje molekula glukoze na 2 molekula gliceraldehid-3-fosfata. U drugoj fazi dolazi do NAD-zavisne oksidacije gliceraldehid-3-fosfata, praćene sintezom ATP-a. Sama po sebi, glikoliza je potpuno anaerobni proces, odnosno ne zahtijeva prisustvo kisika da bi se reakcije odvijale.
Glikoliza je jedan od najstarijih metaboličkih procesa poznatih u gotovo svim živim organizmima. Pretpostavlja se da se glikoliza pojavila prije više od 3,5 milijardi godina kod primarnih prokariota.
Rezultat
Rezultat glikolize je pretvaranje jednog molekula glukoze u dva molekula pirogrožđane kiseline (PVA) i stvaranje dva redukcijska ekvivalenta u obliku NAD∙H koenzima.
Kompletna jednačina glikoliza izgleda ovako:
Glukoza + 2NAD + + 2ADP + 2P n \u003d 2NAD ∙ H + 2PVC + 2ATP + 2H 2 O + 2H +.
U nedostatku ili nedostatku kiseonika u ćeliji, pirogrožđana kiselina se redukuje u mlečnu kiselinu, a zatim opšta jednačina glikoliza će biti:
Glukoza + 2ADP + 2P n \u003d 2 laktat + 2ATP + 2H 2 O.
Dakle, tokom anaerobne razgradnje jednog molekula glukoze, ukupan neto prinos ATP-a je dva molekula dobijena u reakcijama fosforilacije ADP supstrata.
U aerobnim organizmima, krajnji proizvodi glikolize prolaze dalje transformacije u biohemijskim ciklusima povezanim sa ćelijskim disanjem. Kao rezultat toga, nakon potpune oksidacije svih metabolita jedne molekule glukoze u posljednjoj fazi ćelijskog disanja- oksidativna fosforilacija koja se javlja na mitohondrijskom respiratornom lancu u prisustvu kiseonika - dodatnih 34 ili 36 molekula ATP se dodatno sintetizira za svaki molekul glukoze.
Put
Prva reakcija glikoliza je fosforilacija molekule glukoze, što se događa uz sudjelovanje tkivno-specifičnog enzima heksokinaze uz potrošnju energije od 1 molekule ATP; formira se aktivni oblik glukoze - glukoza-6-fosfat (G-6-F):
Da bi se reakcija odvijala potrebno je prisustvo Mg 2+ jona u mediju za koje se veže kompleks molekula ATP. Ova reakcija je nepovratna i prva je ključna reakcija glikolize.
Fosforilacija glukoze ima dva cilja: prvo, zato što plazma membrana, koja je propusna za neutralni molekul glukoze, ne dozvoljava negativno nabijenim G-6-P molekulima da prođu, fosforilirana glukoza je zaključana unutar ćelije. Drugo, tokom fosforilacije, glukoza se pretvara u aktivni oblik koji može učestvovati u biohemijskim reakcijama i biti uključen u metaboličke cikluse.
Hepatični izoenzim heksokinaza glukokinaza važan je u regulaciji nivoa glukoze u krvi.
U sljedećoj reakciji ( 2 ) enzimom fosfoglukoizomerazom G-6-P se pretvara u fruktoza-6-fosfat (F-6-F):
Za ovu reakciju nije potrebna energija, a reakcija je potpuno reverzibilna. On ovoj fazi u proces glikolize mogu se uključiti i fosforilacijom i fruktozom.
Zatim slijede dvije reakcije gotovo odmah jedna za drugom: ireverzibilna fosforilacija fruktoza-6-fosfata ( 3 ) i reverzibilno aldolno cijepanje rezultirajućeg fruktoza-1,6-bisfosfat (F-1,6-bF) u dvije trioze ( 4 ).
Fosforilaciju F-6-F vrši fosfofruktokinaza uz utrošak energije drugog ATP molekula; ovo je drugi ključna reakcija glikoliza, njena regulacija određuje intenzitet glikolize u cjelini.
Aldol cijepanje F-1,6-bF nastaje pod dejstvom fruktoza-1,6-bisfosfat aldolaze:
Kao rezultat četvrte reakcije, dihidroksiaceton fosfat I gliceraldehid-3-fosfat, a prvi je gotovo odmah u akciji fosfotrioza izomeraza ide u drugu 5 ), koji je uključen u daljnje transformacije:
Svaki molekul gliceraldehid fosfata oksidira NAD+ u prisustvu gliceraldehid fosfat dehidrogenaza prije 1,3-difosfoglicerat (6 ):
Dolazi iz 1,3-difosfoglicerat, koji sadrži makroergijsku vezu na 1 poziciji, enzim fosfoglicerat kinaze prenosi ostatak fosforne kiseline na molekulu ADP (reakcija 7 ) - formira se ATP molekul:
Ovo je prva reakcija fosforilacije supstrata. Od ovog trenutka proces razgradnje glukoze prestaje biti energetski neisplativ, jer se energetski troškovi prve faze kompenziraju: sintetiziraju se 2 ATP molekula (po jedan za svaki 1,3-difosfoglicerat) umjesto dva potrošena u reakcije 1 I 3 . Da bi se ova reakcija dogodila potrebno je prisustvo ADP-a u citosolu, odnosno sa viškom ATP-a u ćeliji (i nedostatkom ADP-a), njegova brzina se smanjuje. Budući da se ATP, koji se ne metaboliše, ne taloži u ćeliji, već se jednostavno uništava, ova reakcija je važan regulator glikolize.
sekvencijalno: formira se fosfoglicerol mutaza 2-fosfoglicerat (8 ):
Forme enolaze fosfoenolpiruvat (9 ):
I na kraju, druga reakcija supstratne fosforilacije ADP-a se javlja sa stvaranjem enolnog oblika piruvata i ATP-a ( 10 ):
Reakcija se odvija pod djelovanjem piruvat kinaze. Ovo je posljednja ključna reakcija glikolize. Izomerizacija enolnog oblika piruvata u piruvat se odvija neenzimski.
Od svog osnivanja F-1,6-bF samo se reakcije odvijaju oslobađanjem energije 7 I 10 gdje dolazi do fosforilacije supstrata ADP.