GLUKOZA

GLUKOZA

jako cząsteczka spinająca różne cykle biochemiczne

Joanna Szymanek, Izabela Szczur, Aleksandra Żmuda

Glukoza jest cukrem prostym, pełniącym w organizmie człowieka kluczową rolę "dostarczyciela energii". Wszystkie spożyte przez nas węglowodany są rozkładane na jednocukry - glukozę i fruktozę - następnie z fruktozy wytwarzana jest glukoza i to ona jest jedynym krążącym w naszej krwi cukrem. Wykorzystywana jest głównie w procesach energetycznych, jest źródłem energii, pokarmem dla mózgu, bierze udział w tworzeniu białek i tłuszczów oraz jest niezbędna do utrzymania ciepłoty ciała, pracy organów wewnętrznych i mięśni podczas pracy fizycznej.

Cykle biochemiczne:

• Oddychanie tlenowe
• Fermentacja
• Cykl Corich
• Cykl glukozowo-alaninowy
• Cykl pentozofosforanowy
• Przemiana glukozy w glikogen

Oddychanie tlenowe = glikoliza + reakcja pomostowa + cykl Krebsa

glukozo-6-fosforan + 2 NADP+ + H2O → rybozo-5-fosforan + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

Podczas tej fazy glukozo-6-fosforan zostaje przekształcony w rybulozo-5-fosforan. Jednocześnie dwie cząsteczki NADP+ zostają zredukowanie do NADPH+H+.

Podczas tej fazy rybulozo-5-fosforan zostaje przekształcony w rybozo-5-fosforan lub ulega wieloetapowym przekształceniom w metabolity glikolizy.

Fermentacja

Oddychanie tlenowe

C6H12O6 + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ = 2pirogronian + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

glukoza = 2mleczan + 2ATP

CYKL KREBSA

GLIKOLIZA

( cykl kwasu cytrynowego)

-zachodzi w macierzy mitochondrialnej

-utlenienie acetylo-CoA do CO2  

zachodzi w cytoplazmie i może przebiegać zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych.

glukoza = 2CO2 + 2alkohol etylowy + 2ATP

Proces ten składa się z szeregu reakcji chemicznych, które można zgrupować w dwa podstawowe etapy. Pierwszy z nich polega na dwuetapowym przyłączeniu reszt fosforanowych do cząsteczki glukozy i podzielenie 6-węglowej ufosforyzowanej cząsteczki na dwa 3-węglowe aldehydy 3-fosfoglicerynowe. Każdy etap fosforylacji glukozy wymaga rozkładu jednej cząsteczki ATP, więc podwójna fosforylacja jednej cząsteczki glukozy pochłania 2 cząsteczki ATP.

REAKCJA POMOSTOWA

reakcja egzoergiczna i nieodwracalna-odłączenie CO2 -przyłączenie koenzymu A i powstanie związku acetylo-CoA -w macierzy mitochondrialnej.

Fermentacja jest procesem beztlenowym, w którym nie uczestniczy łańcuch transportu elektronów.

• W komórkach drożdży zachodzi fermentacja alkoholowa, której końcowymi produktami są alkohol etylowy i dwutlenek węgla.
• W niektórych grzybach, prokariontach i komórkach zwierzęcych zachodzi fermentacja mleczanowa, w której atom wodoru służą do redukcji pirogronianu do mleczanu.

Cykl glukozowo-alaninowy

cykl metaboliczny, w którym glukoza i alanina krążą pomiędzy wątrobą i mięśniami.

Cykl Corich

(cykl kwasu mlekowego)

Przemiana glukozy w glikogen

Cykl pentozofosforanowy

ciąg reakcji biochemicznych, podczas których glukozo-6-fosforan jest utleniany do rybulozo-5-fosforanu oraz wytwarzany jest NADPH. Głównym celem jest dostarczanie komórce NADPH niezbędnego do przeprowadzania reakcji redukcji w cytoplazmie oraz synteza pentoz. Reakcje szlaku zachodzą w cytozolu.

1) Faza oksydacyjna

2) Faza nieoksydacyjna

Zauważono, że genetycznie uwarunkowany niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej występuje znacznie częściej u Amerykanów pochodzenia afrykańskiego (11%) niż Amerykanów pochodzących z innych kontynentów. Zostało wykazane że niedobór enzymu szlaku pentozofosforanowego jest czynnikiem chroniącym przed malarią. Pasożyt -Plasmodium falciparum - wywołujący chorobę do rozwoju potrzebuje glutationu, będącego metabolitem opisanego powyżej szlaku

Glukoza jest winowajcą nowotworu?

Głodny mózg pragnie cukru!

Badacze z Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center przeprowadzając ostatnie badania wykazali istnienie związku pomiędzy naszą dietą a aktywnością onkogenów (genów nowotworowych). Okazało się, że im większa ilość glukozy, jaką spożywamy, tym bardziej rośnie aktywność tego typu genów.

Głównym „paliwem” mózgu jest glukoza. Nie dziwi więc fakt jaki odnotowali naukowcy. Dzięki fMRI (funkcjonalny magnetyczny rezonans jądrowy) naukowcy zauważyli, iż gdy poziom glukozy spada, mózg traci zdolność do tłumienia pragnień na wysokokaloryczne jedzenie. Swoje obserwacje zamieścili w Journal of Clinical Investigation.

Część zespołu badawczego była odpowiedzialna za podawanie dożylnie glukozy i monitorowanie zmian jej poziomu we krwi, w czasie, gdy badanym pokazywano ilustracje z jedzeniem. Były wśród nich obrazki z niskokalorycznymi jak również kalorycznymi daniami. W tym samym czasie przeprowadzano skanowanie mózgu.

Odnotowano, że gdy poziom glukozy spadał, pojawiały się zmiany w obszarze podwzgórza. Aktywowane były z kolei rejony odpowiedzialne za chęć jedzenia. Najbardziej widocznie reagowała kora przedczołowa, która wydawała się tracić zdolność do opierania się „smakołykom”.

Wniosek z doświadczenia płynie jasny – aby uchronić się przed podjadaniem i mieć silną wolę, nie możesz dopuścić do spadku poziomu cukru we krwi. Dlatego posiłki należy jeść regularnie (co 3-4 godziny) i powinny być odpowiednio obfite oraz bogate w węglowodany złożone. Dzięki temu poziom cukru we krwi będzie się utrzymywał mniej więcej na stałym poziomie.

Genem hamującym rozwój guzów jest gen p53. Jednak jego mutacja działa pobudzająco na wzrost tkanki nowotworowej. Zmutowany p53 powoduje także złośliwość raka, oporność na leczenie oraz nawroty. Najnowsze badania wykazały zależność między ilością przyjmowanej glukozy a poziomem zmutowanego p53.

Źródła:

• Internet
• BIOLOGIA - E. Solomon, L. Berg, P. Martin
• BIOCHEMIA -L. Stryer

= ...

+

Dziękujemy za uwagę.