Полный баланс гликолиза

Глюкоза + 2 АТФ + 2 НАД⁺ + 2 Фн + 4 АДФ + 2 НАДН +2Н⁺ →

→ 2 Лактат + 2 АДФ + 2 НАДH + 2H⁺ + 2 НАД⁺ + 4 АТФ + 2 Н₂О

Вычеркнув одни и те же члены получим:

Глюкоза + 2 Фн + 2 АДФ → 2 Лактат + 2 АТФ + 2 Н₂О

Суммарный процесс гликолиза состоит в превращении одной молекулы глюкозы в две молекулы лактата и 2 молекул АДФ в 2 молекулы АТФ, кроме того от глицеральдегид-3-фосфата к пирувату переносится 4 электрона в форме 2 НАДН +2Н⁺. И хотя гликолиз включает 2 окислительно-восстановительных этапа, суммарного изменения степени окисления в результате этого процесса не происходит.

Гликолиз у животных и человека протекает во многих клетках, но его значение для разных органов различно. Интенсивно гликолиз протекает в белых мышечных волокнах, эритроцитах, злокачественных опухолях, мозговой ткани, сетчатке, коже, мозговом слое почек.

2.6.4. Гликогенолиз

Процесс анаэробного расщепления углеводов может начаться не с глюкозы, а с гликогена. Гликоген может быстро превращаться в глюкозу. Полный набор ферментов гликолиза характерен для мышц и печени человека и животных. Включение гликогена в процесс гликогенолиза осуществляется 3 дополнительными ферментами – гликогенфосфорилазой, амило-1,6-глюкозидазой (изоамилазой) и фосфоглюкомутазой.

Гликоген→глюкозо-1-фосфат→глюкозо-6-фосфат→…→2 лактат

В молекуле гликогена две связи – α (1→4) и β(1→6).

Тема 7. Аэробный метаболизм углеводов

Аэробные клетки получают большую часть энергии за cчет дыхания, при котором электроны переносятся от органических молекул (играющих роль клеточного топлива) на молекулярный кислород.

2.7.1. Энергетика брожения и дыхания

В процессе гликолиза высвобождается лишь очень незначительная часть химической энергии, которая потенциально может быть извлечена из молекулы глюкозы. При полном окислении глюкозы, т.е. при ее окислении до СО₂ и Н₂О, высвобождается значительно большее количество энергии.

Глюкоза  2 Лактат, G = – 47 ккал (гликолиз)

Глюкоза + 6 О₂  6 СО₂ + 6 Н₂О, G = – 686 ккал (дыхание)

При сбраживании глюкозы продукты брожения, которые в анаэробных условиях уже не могут быть использованы клеткой и поэтому выводятся из нее, все еще содержат значительную часть той энергии, которая была заключена в молекуле глюкозы. Поэтому для получения того же количества энергии клеткам, находящимся в анаэробных условиях, приходится расходовать гораздо больше глюкозы, чем тем же самым клеткам в условиях аэробиоза.

Почему при дыхании выход энергии намного больше, чем при гликолизе? Прежде всего это объясняется тем, что продукт гликолиза - молочная кислота - соединение столь же сложное, как глюкоза, и его углеродные атомы имеют ту же степень окисления (соотношение между числом атомов углерода и водорода то же, что и в глюкозе), тогда как продукт дыхания - СО₂ - значительно более простое соединение, у которого единственный атом углерода полностью окислен. Вторая причина заключается в том, что количество энергии, которое может быть получено при переносе пары электронов от данной молекулы клеточного топлива к акцептору электронов, сильно варьирует в зависимости от природы акцептора. Когда акцептором электронов служит кислород, как это бывает при дыхании, количество высвобождающейся энергии оказывается намного большим, чем при гликолизе, при котором роль акцептора играет пируват.