生理

グルコース

化学的観点から、 グルコースは6個の炭素原子を有する糖であり、従ってヘキソースの範疇に入る。

グルコースは単糖であり、それはより単純な炭水化物に加水分解することができない糖です。

食事に含まれている複合糖の大部分は分割されてグルコースと他の単純な炭水化物に還元されます。

実際、グルコースは、スクロース、マルトース、セルロース、デンプンおよびグリコーゲンを含む多くの炭水化物の加水分解によって得られる。

肝臓はフルクトースなどの他の単糖をグルコースに変換することができます。

グルコースから始めて、生物の生存に必要な全ての炭水化物を合成することは可能です。

血液や組織中のグルコース濃度は、いくつかのホルモン(インスリンとグルカゴン)によって正確に調節されています。 過剰なグルコースは筋肉を含むいくつかの組織にグリコーゲンの形で蓄えられます。

深さ:

  • 食品としてのブドウ糖(ブドウ糖)
  • 血糖値(血糖値)
  • 尿中のブドウ糖(糖尿)
  • GLUTグルコーストランスポーター
  • 耐糖能の変化
  • OGTT経口ブドウ糖負荷試験
  • アラニングルコースサイクル
  • グルコースシロップ

解糖

グルコースのより単純な分子への変換およびアデノシン三リン酸(ATP)の形でのエネルギー産生に関与する重要な細胞代謝経路。

解糖は、グルコース分子がピルビン酸の2つの分子に分割される化学プロセスです。 この反応は2分子のATPに蓄えられたエネルギーの生産につながります。

解糖は、たとえ第二の場合に、より少量のエネルギーが生成されるとしても、酸素の存在下および不在下の両方で起こり得るという特異性を有する。

  • 好気的条件下では、ピルビン酸分子はクレブス回路に入り、二酸化炭素と水への完全な分解を決定する一連の反応を受けることがあります。
  • 一方、嫌気性条件下では、ピルビン酸分子は発酵プロセスによって乳酸や酢酸などの他の有機化合物に分解されます。

解糖の段階

解糖プロセスを特徴付ける主なイベントは以下のとおりです。

グルコースのリン酸化: 2つのATP分子によって供給される2つのリン酸基がグルコース分子に付加され、それが次にADPになる。 こうしてグルコース1,6-二リン酸が形成される。

フルクトース1, 6-ジホスフェートへの変換 :グルコース1, 6-ジホスフェートは、フルクトース1, 6-ジホスフェート(6個の炭素原子を持つ中間化合物)に変換されます。 3個の炭素原子:ジヒドロキシアセトンホスフェートおよびグリセルアルデヒド3−ホスフェート。 ジヒドロキシアセトンホスフェートは別の分子のグリセルアルデヒド3−ホスフェートに変換される。

ピルビン酸形成 :3個の炭素原子を有する2つの化合物は両方とも1,3−ジホスホグリセリン酸に変換される。 その後、ホスホグリセリン酸中で。 次にホスホエノールピルビン酸中。 最後に、ピルビン酸の2つの分子で。

これらの反応の過程で、4分子のATPと2分子のNADHが合成されます。

状況のバランス

グルコース分子から開始する解糖は、以下を得ることを可能にする。

  1. 2 ATP分子の純生産
  2. エネルギーキャリアとして働く2分子の化合物、NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の形成。

解糖の重要性

生物において、解糖はエネルギー生産の代謝経路の第一段階です。 それはフルクトースおよびガラクトースのようなグルコースそして他の単糖の使用を可能にする。 ヒトでは、酸素欠乏の特定の条件で通常有酸素代謝を示す組織の中には、嫌気的解糖のおかげでエネルギーを引き出す能力を持つものがあります。 これは、例えば、激しく長時間にわたる身体的努力を受けた横紋筋組織において起こる。 このように、異なる化学経路をたどることができるエネルギー生産システムの柔軟性は、身体がそれ自身の必要性を満たすことを可能にします。 しかし、すべての布が酸素の欠如に耐えることができるわけではありません。 例えば、心筋は解糖を行う能力が低いため、嫌気的条件に耐えることはより困難です。

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嫌気性解糖

嫌気性条件(酸素欠乏)では、ピルビン酸はATPの形でエネルギーを放出しながら2分子の乳酸に変換されます。

2個のATP分子を生成するこのプロセスは、乳酸の蓄積が疲労感を生じさせそして筋肉収縮を妨げるので、1または2分を超えて持続することはできない。

酸素の存在下では、形成された乳酸はピルビン酸に変換され、それはクレブス回路のおかげで代謝されます。

クレブスサイクル

細胞呼吸プロセス中に細胞内で起こる化学反応のグループ。 これらの反応は分子を解糖から二酸化炭素、水およびエネルギーに変換する原因である。 7つの酵素によって好まれるこのプロセスは、トリカルボン酸またはクエン酸のサイクルとも呼ばれます。 クレブス回路はすべての動物、高等植物、そして大部分のバクテリアで活発です。 真核細胞では、このサイクルはミトコンドリアと呼ばれる細胞生物で起こります。 このサイクルの発見は、1937年に主なステップを説明したイギリスの生化学者ハンス・アドルフ・クレブスによるものです。

主な反応

解糖の終わりに、2つのピルビン酸分子が形成され、それらはミトコンドリアに入り、そしてアセチル基に変換される。 2個の炭素原子を含む各アセチル基は補酵素に結合し、アセチル補酵素Aと呼ばれる化合物を形成します。

これが今度は4個の炭素原子を有する分子、シュウ酸アセテートと結合して6個の炭素原子を有する化合物、クエン酸を形成する。 サイクルのその後の工程において、クエン酸分子は徐々に再加工され、かくして二酸化炭素の形で除去される2個の炭素原子を失う。 さらに、これらの継代において、4つの電子が放出され、それは細胞呼吸の最終段階、酸化的リン酸化に使用されるであろう。

クレブスサイクルの詳細な研究»

酸化的リン酸化

細胞呼吸の第3段階は酸化的リン酸化と呼ばれ、ミトコンドリアの山のレベル(ミトコンドリアの内膜の折りたたみ)で発生します。 それは、チトクロームによって形成された輸送鎖(呼吸鎖と呼ばれる)へのNADH水素電子の、最大の電子受容体である酸素までの移動からなる。 電子の通過は、リン酸基の結合を介して36分子のアデノシン二リン酸(ADP)の結合に蓄積され、36分子のATPの合成をもたらすエネルギーの放出を含む。 NADHおよびFADHからの電子移動後に形成される酸素およびH +イオンの還元から、クレブスサイクルで生成されたものに加えられる水分子が誘導される。

ATP合成メカニズム

プロトンは促進された拡散過程でミトコンドリア内膜を通過する。 したがって、酵素ATPシンターゼは、ATP分子を生成するのに十分なエネルギーを得て、リン酸基をADPに移動させる。

呼吸鎖を介する電子の移動は、デヒドロゲナーゼと呼ばれる酵素の介入を必要とし、それはドナー分子(FADHおよびNADH)から水素を「引き裂く」機能を有し、その結果、呼吸鎖に対してH +イオンおよび電子が生成される。 ; さらに、このプロセスはいくつかのビタミン(特に、ビタミンC、E、KおよびビタミンB2またはリボフラビン)の存在を必要とします。

状況のポイント:

  • エアロビクス(クレブス回路)によるブドウ糖の解体は38 ATPの形成につながる

  • 嫌気性菌によるグルコースの解体(解糖)は2つのATPの形成をもたらす