Dari sudut pandang kimia, glukosa adalah gula dengan enam atom karbon dan karenanya masuk dalam kategori heksosa.
Sebagian besar gula kompleks yang ada dalam makanan dibagi dan dikurangi menjadi glukosa dan karbohidrat sederhana lainnya.
Glukosa, pada kenyataannya, diperoleh dengan hidrolisis banyak karbohidrat, termasuk sukrosa, maltosa, selulosa, pati dan glikogen.
Hati mampu mengubah gula sederhana lainnya, seperti fruktosa, menjadi glukosa.
Mulai dari glukosa dimungkinkan untuk mensintesis semua karbohidrat yang diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme.
Tingkat glukosa dalam darah dan jaringan diatur secara tepat oleh beberapa hormon (insulin dan glukagon); kelebihan glukosa disimpan di beberapa jaringan, termasuk otot, dalam bentuk glikogen.
Dalam mendalam:
- glukosa sebagai makanan (dekstrosa)
- glukosa darah (glukosa darah)
- glukosa dalam urin (glikosuria)
- Transporter glukosa GLUT
- Toleransi glukosa yang berubah
- OGTT Tes pemuatan glukosa oral
- Siklus glukosa alanin
- sirup glukosa
Glikolisis
Jalur metabolisme seluler yang penting, yang bertanggung jawab untuk konversi glukosa menjadi molekul yang lebih sederhana dan produksi energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP).
Glikolisis adalah proses kimia di mana molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul asam piruvat; reaksi ini mengarah pada produksi energi, disimpan dalam 2 molekul ATP.
Glikolisis memiliki kekhasan untuk dapat terjadi baik di hadapan maupun tidak ada oksigen, bahkan jika, dalam kasus kedua, jumlah energi yang lebih kecil dihasilkan.
- Dalam kondisi aerobik, molekul asam piruvat dapat memasuki siklus Krebs dan menjalani serangkaian reaksi yang menentukan degradasi totalnya menjadi karbon dioksida dan air.
- Dalam kondisi anaerob, di sisi lain, molekul asam piruvat terdegradasi menjadi senyawa organik lainnya, seperti asam laktat atau asam asetat, melalui proses fermentasi.
Fase Glikolisis
Peristiwa utama yang mencirikan proses glikolisis adalah:
fosforilasi glukosa: dua kelompok fosfat ditambahkan ke molekul glukosa, dipasok oleh dua molekul ATP yang pada gilirannya menjadi ADP. Dengan demikian glukosa 1, 6-difosfat terbentuk;
transformasi menjadi fruktosa 1, 6-difosfat : glukosa 1, 6-difosfat diubah menjadi fruktosa 1, 6-difosfat, senyawa antara dengan enam atom karbon, yang pada gilirannya dibagi menjadi dua senyawa yang lebih sederhana, masing-masing mengandung tiga atom karbon: dihydroxyacetone phosphate dan glyceraldehyde 3-phosphate. Dihydroxyacetone phosphate diubah menjadi molekul lain dari gliseraldehida 3-fosfat;
pembentukan asam piruvat : dua senyawa dengan tiga atom karbon keduanya diubah menjadi asam 1, 3-difosfogliserat; kemudian dalam phosphoglycerate; kemudian dalam phosphoenolpyruvate; akhirnya, dalam dua molekul asam piruvat.
Selama reaksi ini, empat molekul ATP dan 2 NADH disintesis.
Seimbang situasi
Glikolisis mulai dari molekul glukosa memungkinkan untuk memperoleh:
- produksi bersih 2 molekul ATP
- pembentukan 2 molekul senyawa, NADH (nicotinamide adenine dinucleotide), yang bertindak sebagai pembawa energi.
Pentingnya glikolisis
Pada makhluk hidup, glikolisis adalah tahap pertama dari jalur metabolisme produksi energi; itu memungkinkan penggunaan glukosa dan gula sederhana lainnya, seperti fruktosa dan galaktosa. Pada manusia, beberapa jaringan yang biasanya memiliki metabolisme aerob dalam kondisi tertentu kekurangan oksigen memiliki kemampuan untuk memperoleh energi berkat glikolisis anaerob. Ini terjadi, misalnya, dalam jaringan otot lurik yang mengalami upaya fisik yang intens dan berkepanjangan. Dengan cara ini, fleksibilitas sistem produksi energi, yang dapat mengikuti jalur kimia yang berbeda, memungkinkan tubuh untuk memenuhi kebutuhannya sendiri. Namun, tidak semua kain mampu menahan ketiadaan oksigen; otot jantung, misalnya, memiliki kemampuan yang lebih rendah untuk melakukan glikolisis, oleh karena itu lebih sulit untuk menahan kondisi anaerob.
lebih lanjut tentang glikolisis »
Glikolisis anaerob
Dalam kondisi anaerob (kekurangan oksigen) piruvat diubah menjadi dua molekul asam laktat dengan pelepasan energi dalam bentuk ATP.
Proses ini, yang menghasilkan 2 molekul ATP, tidak dapat bertahan selama lebih dari 1 atau 2 menit karena akumulasi asam laktat menghasilkan sensasi kelelahan dan menghambat kontraksi otot.
Di hadapan oksigen asam laktat yang telah terbentuk diubah menjadi asam piruvat yang kemudian akan dimetabolisme berkat siklus Krebs.
Siklus Krebs
Kelompok reaksi kimia yang terjadi di dalam sel selama proses respirasi seluler. Reaksi-reaksi ini bertanggung jawab untuk mengubah molekul-molekul dari glikolisis menjadi karbon dioksida, air dan energi. Proses ini, disukai oleh tujuh enzim, juga disebut siklus asam trikarboksilat atau asam sitrat. Siklus Krebs aktif pada semua hewan, pada tanaman tingkat tinggi dan pada sebagian besar bakteri. Dalam sel eukariotik, siklus berlangsung dalam organisme seluler yang disebut mitokondria. Penemuan siklus ini dikaitkan dengan ahli biokimia Inggris, Hans Adolf Krebs, yang pada 1937 menggambarkan langkah-langkah utama.
REAKSI UTAMA
Pada akhir glikolisis, dua molekul piruvat terbentuk, yang memasuki mitokondria dan ditransformasikan menjadi kelompok asetil. Setiap kelompok asetil, yang mengandung dua atom karbon, berikatan dengan koenzim, membentuk senyawa yang disebut asetilkoenzim A.
Ini, pada gilirannya, bergabung dengan molekul dengan empat atom karbon, oksalat asetat, untuk membentuk senyawa dengan enam atom karbon, asam sitrat. Pada langkah-langkah selanjutnya dari siklus, molekul asam sitrat secara bertahap dikerjakan ulang, sehingga kehilangan dua atom karbon yang dihilangkan dalam bentuk karbon dioksida. Selain itu, dalam bagian-bagian ini empat elektron dilepaskan yang akan digunakan untuk langkah terakhir respirasi sel, fosforilasi oksidatif.
studi mendalam tentang siklus Krebs »
Fosforilasi oksidatif
Fase ketiga dari respirasi sel disebut fosforilasi oksidatif dan terjadi pada tingkat puncak mitokondria (lipatan membran dalam mitokondria). Ini terdiri dalam transfer elektron hidrogen NADH ke rantai transpor (disebut rantai pernapasan), dibentuk oleh sitokrom, hingga oksigen, yang mewakili akseptor elektron terakhir. Bagian elektron melibatkan pelepasan energi yang disimpan dalam ikatan 36 molekul adenosin difosfat (ADP) melalui pengikatan gugus fosfat dan yang mengarah pada sintesis 36 molekul ATP. Dari reduksi oksigen dan ion H + yang terbentuk setelah transfer elektron dari NADH dan FADH, molekul air diturunkan yang ditambahkan ke yang diproduksi dengan siklus Krebs.
Mekanisme sintesis ATP
Proton dilewatkan melalui membran mitokondria bagian dalam dalam proses difusi yang difasilitasi. Enzim ATP synthase dengan demikian memperoleh energi yang cukup untuk menghasilkan molekul ATP, mentransfer gugus fosfat ke ADP.
Transfer elektron melalui rantai pernapasan membutuhkan intervensi enzim yang disebut dehydrogenases, yang memiliki fungsi "merobek" hidrogen dari molekul donor (FADH dan NADH), sehingga ion H + dan elektron diproduksi untuk rantai pernapasan ; Selain itu, proses ini membutuhkan beberapa vitamin (khususnya, vitamin C, E, K dan vitamin B2 atau riboflavin).
Titik situasi:
- pembongkaran glukosa oleh aerobik (siklus Krebs) mengarah pada pembentukan 38 ATP
- pembongkaran glukosa oleh anaerobia (glikolisis) mengarah pada pembentukan 2 ATP
