GlykolýzaUpravit
Glykolýza je proces rozkladu molekuly glukózy na dvě molekuly pyruvátu, přičemž se energie uvolněná při tomto procesu ukládá jako ATP a NADH. Glykolýzu využívají téměř všechny organismy, které štěpí glukózu. Základními kategoriemi, v nichž se tyto dráhy u jednotlivých organismů liší, jsou regulace glykosy a využití produktů. V některých tkáních a organismech je glykolýza jedinou metodou produkce energie. Tato dráha je společná pro anaerobní i aerobní dýchání.
Glykolýza se skládá z deseti kroků rozdělených do dvou fází. Během první fáze vyžaduje rozklad dvou molekul ATP. Během druhé fáze je chemická energie z meziproduktů převedena na ATP a NADH. Odbouráním jedné molekuly glukózy vznikají dvě molekuly pyruvátu, které mohou být dále oxidovány pro přístup k další energii v pozdějších procesech.
Glykolýzu lze regulovat v různých krocích procesu pomocí zpětnovazební regulace. Nejvíce regulovaným krokem je třetí krok. Tato regulace má zajistit, aby tělo neprodukovalo nadměrné množství molekul pyruvátu. Regulace také umožňuje ukládání molekul glukózy do mastných kyselin. V průběhu glykolýzy se používají různé enzymy. Tyto enzymy proces regulují nahoru, dolů a zpětnou vazbou.
GlukoneogenezeEdit
Glukoneogeneze je opačný proces glykolýzy. Zahrnuje přeměnu nesacharidových molekul na glukózu. Mezi nesacharidové molekuly, které se touto cestou přeměňují, patří pyruvát, laktát, glycerol, alanin a glutamin. K tomuto procesu dochází, když tělo potřebuje glukózu. Hlavním místem glukoneogeneze jsou játra, ale část probíhá také v ledvinách. Játra jsou orgánem, který rozkládá různé nesacharidové molekuly a posílá je do jiných orgánů a tkání nebo je využívá v glukoneogenezi.
Tato dráha je regulována více různými molekulami. Glukagon, adrenokortikotropní hormon a ATP podporují glukoneogenezi. Glukoneogenezi inhibují AMP, ADP a inzulin. Inzulín a glukagon jsou dva nejčastější regulátory glukoneogeneze.
GlykogenolýzaEdit
Glykogenolýza označuje odbourávání glykogenu. V játrech, svalech a ledvinách probíhá tento proces za účelem zajištění glukózy v případě potřeby. Z větve glykogenu se odštěpí jedna molekula glukózy, která se během tohoto procesu přemění na glukóza-1-fosfát. Tato molekula pak může být přeměněna na glukóza-6-fosfát, meziprodukt na dráze glykolýzy.
Glukóza-6-fosfát pak může postupovat glykolýzou. Glykolýza vyžaduje vstup pouze jedné molekuly ATP, pokud glukóza pochází z glykogenu. Alternativně může být glukóza-6-fosfát přeměněn zpět na glukózu v játrech a ledvinách, což umožňuje v případě potřeby zvýšit hladinu glukózy v krvi.
Glukagon v játrech stimuluje glykogenolýzu při snížení hladiny glukózy v krvi, tzv. hypoglykémii. Glykogen v játrech může fungovat jako záložní zdroj glukózy mezi jídly. Jaterní glykogen slouží především centrálnímu nervovému systému. Adrenalin stimuluje odbourávání glykogenu v kosterním svalstvu během cvičení. Ve svalech glykogen zajišťuje rychle dostupný zdroj energie pro pohyb.
GlykogenezeEdit
Glykogeneze označuje proces syntézy glykogenu. U člověka lze tímto procesem přeměnit glukózu na glykogen. Glykogen je vysoce rozvětvená struktura, která se skládá z jádra bílkoviny glykogeninu, obklopeného větvemi glukózových jednotek, spojených dohromady. Větvení glykogenu zvyšuje jeho rozpustnost a umožňuje, aby byl k odbourávání přístupný větší počet molekul glukózy najednou. Glykogeneze probíhá především v játrech, kosterních svalech a ledvinách. Dráha glykogeneze spotřebovává energii, stejně jako většina syntetických drah, protože na každou vloženou molekulu glukózy se spotřebuje ATP a UTP.
Pentózafosfátová dráhaEdit
Pentózafosfátová dráha je alternativní způsob oxidace glukózy. Vyskytuje se v játrech, tukové tkáni, kůře nadledvin, varlatech, mléčných žlázách, fagocytárních buňkách a červených krvinkách. Vznikají při ní produkty, které se využívají v dalších buněčných procesech, přičemž dochází k redukci NADP na NADPH. Tato dráha je regulována prostřednictvím změn aktivity glukózo-6-fosfátdehydrogenázy.
Metabolismus fruktózyUpravit
Fruktóza musí projít určitými dalšími kroky, aby mohla vstoupit do dráhy glykolýzy. Enzymy umístěné v některých tkáních mohou k fruktóze přidávat fosfátovou skupinu. Touto fosforylací vzniká fruktóza-6-fosfát, meziprodukt na dráze glykolýzy, který může být v těchto tkáních přímo odbouráván. Tato cesta probíhá ve svalech, tukové tkáni a ledvinách. V játrech enzymy produkují fruktóza-1-fosfát, který vstupuje do dráhy glykolýzy a později se štěpí na glyceraldehyd a dihydroxyacetonfosfát.
Metabolismus galaktózyUpravit
Laktóza neboli mléčný cukr se skládá z jedné molekuly glukózy a jedné molekuly galaktózy. Po oddělení od glukózy putuje galaktóza do jater, kde se přemění na glukózu. Galaktokináza využívá jednu molekulu ATP k fosforylaci galaktózy. Fosforylovaná galaktóza se pak přemění na glukóza-1-fosfát a nakonec na glukóza-6-fosfát, který může být odbourán při glykolýze.