Glicoliza implică descompunerea controlată biocatalitic a zaharurilor simple precum D-glucoză la om și în aproape toate organismele multicelulare. Procesul de degradare și conversie a glucoză la piruvat apare în zece etape secvențiale și poate apărea în condiții aerobe și anaerobe deopotrivă. Glicoliza este utilizată pentru producerea de energie și piruvat oferă un precursor inițial pentru sinteza biochimică a anumitor substanțe. Defalcarea ordinii superioare carbohidrati (polizaharide) suferă, de asemenea, glicoliză după ce a fost descompusă în zaharuri simple.
Ce este glicoliza?
Glicoliza este un proces metabolic central pentru descompunerea celor simpli zahăr D-glucoză și apare în interiorul celulelor din citosol, porțiunea lichidă a plasmei celulare. Glicoliza este un proces metabolic central pentru descompunerea celor simpli zahăr D-glucoză și are loc în interiorul celulelor din citosol, porțiunea lichidă a plasmei celulare. Procesul de degradare are loc în 10 etape individuale consecutive controlate enzimatic. Produsele finale ale totalului echilibra din glicoliză pe moleculă de glucoză sunt 2 piruvat molecule, 2 nucleotide ATP și 2 nucleotide NADH. Cele 10 etape individuale pot fi împărțite în două faze, faza de pregătire de la pasul 1 la pasul 5 și faza de amortizare de la pasul 6 până la 10. Faza de pregătire este negativă energetic pentru metabolism, astfel încât energia trebuie furnizată sub formă de 2 ATP. Doar faza de amortizare este pozitivă din punct de vedere energetic, rezultând un câștig net de energie sub formă de 2 nucleotide ATP și 2 nucleotide NADH. În fiecare dintre primele două etape ale glicolizei, 2 fosfat grupurile sunt transferate în glucoză, derivate din 2 nucleotide ATP (adenozină trifosfat), care sunt astfel transformate în nucleotide ADP (adenozin difosfat). În timp ce glicoliza până la formarea piruvatului este independentă de condițiile oxicice (aerobe) sau anoxice (anaerobe), metabolizarea ulterioară a piruvatului depinde de oxigen este disponibil sau nu. Cu toate acestea, strict vorbind, procesele ulterioare de degradare și conversie nu mai fac parte din glicoliză.
Funcția și sarcina
Glicoliza este unul dintre cele mai importante și comune procese metabolice centrale care apar în interiorul unei celule. Sarcina și funcția glicolizei este metabolizarea energetică și materială a celor simpli zahăr D-glucoza. Purtătorul de energie și furnizorul de energie în acest proces este ATP, care se obține în cursul anului metabolismul energetic prin furnizarea de energie și transferul a fosfat grupați la o nucleotidă ADP. Traseul prin ATP are avantajul că energia este stocată pentru o perioadă scurtă de timp și nu se pierde prin disiparea căldurii. În plus, ATP-ul poate fi transportat pe distanțe scurte până la locul unde este necesară energia în acest moment. Glicoliza energetic pozitivă oferă suplimentar celulei cu piruvat. Poate fi introdus în ciclul citratului și în lanțul respirator ulterior sub „consum” de oxigen în condiții oxicale în mitocondriile a celulelor pentru producerea de energie suplimentară sau poate fi utilizat ca materie primă pentru sinteza substanțelor necesare. În ciclul citratului, CO2 (carbon dioxid) și H2O (de apă) sunt produse ca principalii produse de degradare. Energia eliberată în timpul procesului de oxidare este utilizată în lanțul respirator pentru fosforilarea ADP în ATP și astfel stocată pentru o perioadă scurtă de timp. Degradarea completă a glucozei la de apă și carbon dioxid cu adaos de oxigen este mai productiv din punct de vedere energetic, dar are dezavantajul că poate avea loc numai în condiții oxicale, adică condiții în care oxigenul molecular este disponibil în cantități suficiente. Atunci când mușchii scheletici trebuie să funcționeze la niveluri ridicate, livrarea de oxigen către celulele musculare este prea lentă, deci trebuie să extragă energia necesară din glicoliză. Un alt avantaj al glicolizei constă în viteza sa mare de proces, care atinge un multiplu al ratei de conversie în cadrul ciclului de citrat.
Boli și afecțiuni
Glicoliza întruchipează unul dintre cele mai vechi și mai stabile procese metabolice ale organismelor vii din istoria evoluției. Este probabil ca glicoliza să fi evoluat ca unul dintre procesele metabolice de bază încă de acum 3.5 miliarde de ani, cu mult înainte de dezvoltarea organismelor multicelulare, deoarece toate organismele vii sunt capabile de glicoliză și o folosesc pentru producerea de energie. Există doar câteva tulburări cunoscute sau boli care sunt asociate în mod explicit cauzal cu o tulburare a glicolizei. Tulburări în cursul glicolizei în primul rând conduce la efecte grave în roșu sânge celule (eritrocite). Pentru că nu conțin mitocondriile, depind de alimentarea cu energie prin glicoliză. Dacă alimentarea cu energie este perturbată, apare hemoliza, adică membranele eritrocite se dizolvă și hemoglobină trece direct în ser. De obicei, există o deficiență a enzimei piruvat kinază, astfel încât procesul de glicoliză este întrerupt. O altă cauză care duce la simptome similare se poate datora eritrocite ei înșiși, dacă nu au suficientă enzimă necesară KKR (izoenzima piruvat kinazei). Boala Tarui (boala Tarui) este una dintre puținele boli care provoacă o perturbare directă în procesul de glicoliză. Este o boală de stocare a glicogenului. Excesul de glucoză în sânge serul este transformat temporar de organism în zaharuri polimerice (glicogen), care ulterior este transformat înapoi în glucoză atunci când este necesar să fie metabolizat (metabolizat) prin glicoliză. În cazul bolii Tarui, din cauza unui defect genetic moștenit, există o deficiență a fosfofructokinazei, o enzimă care determină fosforilarea și conversia glucozei în fructoză-1,6-bifosfat (a treia etapă în glicoliză). Deficitul de enzime determină întreruperea glicolizei, astfel încât mușchii scheletici să nu fie alimentați corespunzător cu energie. Spasme musculare dureroase și hemolitice anemie, dizolvarea membranei roșii sânge celule, apar.
