ками і не розщеплюються ферментами,перетравлювати крохмаль.
У клітці вуглеводивідіграють роль легко мобілізуються "палива" для постачання метаболічнихпроцесів енергією. Глюкоза в кінцевому рахунку розщеплюється до вуглекислоти і водиз виділенням енергії. Деякі вуглеводи, з'єднуючись з білками і ліпідамиутворюють структурні компоненти клітин та їх оболонок. Рибоза і дезоксирибоза,цукру, що містять по 5 атомів вуглецю входять до складу рибонуклеїнової (РНК) ідезоксирибонуклеїнової (ДНК) кислот.
Вуглеводний обмін в організмі людини складаєтьсяв основному з наступних процесів:
1. Розщеплення вшлунково-кишковому тракті до моносахаридів, що надходять з їжею ді-і полі-сахаридов. Всмоктування в кров у кишечнику.
2. Синтез і розпадглікогену (печінка).
3. Анаеробнерозщеплення глюкози: гліколіз - без споживання кисню.
4.Взаємоперетворення гексоз.
5. Аеробнийметаболізм пірувату-зі споживанням кисню, цикл Кребса.
6. Глюконеогенез -утворення вуглеводів з невуглеводних продуктів.
Розглянемо етапивуглеводного обміну .
До 90% всосавшихсямоносахаридів (глюкоза головним чином) через капіляри кишкових ворсинокпотрапляють в кровоносну систему і з током крові через ворітну вену доставляютьсяв печінку, решта кількості моносахаридів надходить по лімфатичних шляхах ввенозну систему. У печінці глюкоза перетворюється в глікоген. Завдякиздатності до відкладення глікогену створюються умови для накопичення в нормідеякого резерву вуглеводів. При підвищенні енергетичних витрат в організмі вВнаслідок порушення ЦНС зазвичай відбувається посилення розпаду глікогену іутворення глюкози.
При нестачікисню вуглеводи розпадаються по анаеробного типу, а при насиченні киснем- По аеробному.
Гліколіз - розщеплення глюкози без споживання кисню,складний ферментативний процес, що протікає в тканинах людини і тварин. ВВнаслідок глюкоза перетворюється на молочну кислоту з утворенням багатихенергією фосфорних сполук - АТФ.
глюкоза +2 АТФ +2 Фн В® молочна кислота +2 АТФ +2 Н 2 Про
Процес гліколізукаталізується 11 ферментами і протікає в цитоплазмі клітини. Біологічнезначення гліколізу - утворення багатих енергією фосфорних сполук.
У першій стадіїгліколізу витрачається 2 молекули АТФ (1 і3 реакції)
У другій стадіїутворюються 4 молекули АТФ (фосфогліцераткіназная і піруваткіназная реакції),
Таким чином, енергетичнаефективність гліколізу становить 2 молекули АТФ на 1 молекулу глюкози,зміна вільної енергії при розщепленні 1 молекули глюкози
глюкоза В® молочна кислота + 210 кДж/моль
к.к.д. становитьблизько 0,4
В процесігліколізу ряд послідовних реакцій починається з В«активаціїВ» глюкози.Взаємодія глюкози з АТФ, в результаті якого утворюється глюкозо-6-фосфаті АДФ, каталізується ферментом гексокінази. При цьому переноситься тількикінцева фосфатна група аденозинтрифосфату і залишається аденозиндифосфат (АДФ).Після цієї підготовчої реакції відбувається перебудова молекули зутворенням фруктозо-6-фосфату, потім - перенесення другого фосфатної групи зутворенням фруктозо-1 ,6-дифосфату (фруктоза з фосфатними групами при 1 і 6атомах вуглецю) і АДФ. Фруктозо-1 ,6-дифосфат, розщеплюється ферментомальдолазой на два трьохвуглецеві цукру: 3-фосфогліцеріновий альдегід ідіоксіацетонфосфат, які можуть перетворюватися друг у друга під впливомферменту тріозофосфатізомерази.
3-фосфогліцеріновийальдегід реагує з з'єднанням, що містить SH-групу, при цьому утворюєтьсяугруповання, здатна віддавати водень молекулі НАД. Продукт цієї реакції -фосфогліцеріновий кислота, пов'язана з SH-групою ферменту, потім реагує знеорганічним фосфатом, утворюючи 1,3-дифосфогліцеринової кислоти і вільнийфермент з SH-групою. Інший продукт - 3-фосфогліцеріновий кислота перетворюєтьсяв 2-фосфогліцеріновую кислоту, після чого відбувається утвореннямакроергічних фосфатів шляхом відщеплення молекули води (дегідратація).
Продукт цієїреакції - фосфопіровіноградная кислота - може віддавати свою фосфатну групумолекулі АДФ з утворенням АТФ і вільної піровиноградної кислоти. Це другамакроергічних фосфатних зв'язків, що утворилася на рівні субстрату приперетворенні глюкози в піровиноградна кислоту. З кожної молекули глюкозиутворюються по 2 молекули 3-фосфогліцерінового альдегіду і таким чином, впроцесі перетворення глюкози в піровиноградна кислоту утворюються 4макроергічні зв'язку. Однак дві з них використовуються в самому цьому процесі.Тому в кінцевому підсумку ми одержуємо 2 макроергічні зв'язку.
1) глюкоза + АТФ В® глюкозо-6-фосфат + АДФ
(фосфорилювання) гексокіназа,Мg 2 +
2) глюкозо-6-фосфат В® фруктозо-6-фосфат глюкозофосфатізомераза
3)фруктозо-6-Фостат + АТФ В® фруктозо-1 ,6-дифосфат + АТФ
Мg 2 + , фосфофруктокінази
4) фруктозо-1 ,6-дифосфат В® дігідроксіацетонфосфат +
3-фосфогліцеріновийальдегід, альдолаза
5) ізомеризаціятріозофосфатов
дігідроксіацетонфосфат В® 3-фосфогліцеріновий альдегід
тріозофосфатізомерази
6) 3-фосфогліцеріновийальдегід + НАД + Н 3 РВ 4 В® 1,3 дифосфогліцериновоїкислота, глицеральдегидфосфатдегидрогеназа
7)1,3-дифосфогліцеринової кислота + АДФ В® 3-фосфогліцеріновийкислота + АТФ, фосфогліцераткіназа
8)3-фосфогліцеріновий кислота В® 2-фосфогліцеріновий кислота, фосфогліцеромутаза
9)2-фосфогліцеріновий кислота В® фосфопіровіноградная кислота,енолаза
10) фосфопіровінограднаякислота + АДФ В® піровиноградна кислота + АТФ, піруваткіназа
11) піровинограднакислота + НАДН 2 В® молочна кислота + НАД,лактатдегідрогеназа
1 і 3 реакціїлімітують (визначають) швидкість гліколізу, ингибируются АТФ.
В анаеробнихумовах, за відсутності кисню, службовця кінцевим акцептором електронів,реакції переносу електронів припиняються, як тільки всі проміжніакцептори перейдуть в відновлене стан, "прийнявши" все можливекількість електронів. Метаболізм глюкози в цих умовах веде до накопиченняпіровиноградної кислоти, яка приймає атоми водню від відновленихпіридиннуклеотидів з утворенням молочної кислоти і окисленого НАД + ,цю реакцію каталізує лактатдегідрогеназа, діюча в зворотномунапрямку.
В результатіперетворення глюкози в молочну кислоту утворюються 2 макроергічні фосфатнізв'язку і таким шляхом клітки навіть за відсутності кисню можуть отримувати невеликукількість енергії.
У клітинах дріжджівпіровиноградна кислота перетворюється на ацетальдегід, який може прийматиатоми водню від відновленого НАДН з утворенням НАД + і етилового спирту.
Синтез глікогенуз глюкози протікає в декількаетапів.
Спочатку глюкозафосфорилюється за рахунок АТФ і перетворюється в глюкозо-6-фосфат. Ця реакціякаталізується глюкокінази.
Даліглюкозо-6-фосфат переходить в глюкозо-1-фосфат (фосфоглюкомутази).Глюкозо-1-фосфат реагує з урідінтріфосфатом (УТФ), при цьому утворюєтьсяурідінфосфоглюкоза. Глюкозний залишок УДФ глюкози використовується для подовженнямолекули глікогену, а звільнився УДФ фосфорилюється за рахунок АТФ і перетворюєтьсяв УТФ. Таким чином, процес синтезу глікогену протікає з витратою енергії,звільняється при розпаді АТФ.
Переважним шляхомрозпаду є фосфоролітіческій шлях.
глікогеноліз - розпад глікогену до глюкозо-6-фосфату, якийможе включатися в процес гліколізу.
1) глікогенрозпадається до глюкозо-1-фосфату
За участюферменту фосфорилази
2) Даліглюкозо-1-фосфат під дією
фосфоглюкомутазиперетворюється в глюкозо-6-фосфат
подальшіперетворення йдуть у двох напрямках:
глюкозо-6-фосфатперетворюється на глюкозу з використанням глюкозо-6-фосфатази
глюкозо-6-фосфатвключається в цикл Кребса
Надходить впечінка фруктоза фосфорилюється за рахунок АТФ за участю фруктокінази, врезультаті утворюється фруктозо-1-фосфат, далі пі...
