GlykolyysiToiminta
Glykolyysi on prosessi, jossa glukoosimolekyyli hajoaa kahdeksi pyruvaattimolekyyliksi ja samalla prosessin aikana vapautuva energia varastoituu ATP:nä ja NADH:na. Lähes kaikki glukoosia hajottavat organismit käyttävät glykolyysiä. Glukoosin säätely ja tuotteiden käyttö ovat ensisijaisia luokkia, joissa nämä reitit eroavat eliöiden välillä. Joissakin kudoksissa ja organismeissa glykolyysi on ainoa energiantuotantotapa. Tämä reitti on yhteinen sekä anaerobiselle että aerobiselle hengitykselle.
Glykolyysi koostuu kymmenestä vaiheesta, jotka on jaettu kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa se edellyttää kahden ATP-molekyylin hajottamista. Toisessa vaiheessa välituotteiden kemiallinen energia siirretään ATP:ksi ja NADH:ksi. Yhden glukoosimolekyylin hajoamisesta syntyy kaksi pyruvaattimolekyyliä, jotka voidaan edelleen hapettaa, jotta saadaan lisää energiaa myöhemmissä prosesseissa.
Glykolyysiä voidaan säädellä prosessin eri vaiheissa palautesäätelyn avulla. Vaihe, jota säädellään eniten, on kolmas vaihe. Tämän säätelyn tarkoituksena on varmistaa, ettei elimistö tuota liikaa pyruvaattimolekyylejä. Säätely mahdollistaa myös glukoosimolekyylien varastoinnin rasvahapoiksi. Glykolyysin aikana käytetään erilaisia entsyymejä. Entsyymit säätelevät prosessia ylös-, alas- ja takaisinsäätelyllä.
GlukoneogeneesiEdit
Glukoneogeneesi on glykolyysin käänteinen prosessi. Siinä muutetaan muita kuin hiilihydraattimolekyylejä glukoosiksi. Ei-hiilihydraattimolekyylejä, jotka muunnetaan tällä reitillä, ovat pyruviitti, laktaatti, glyseroli, alaniini ja glutamiini. Tämä prosessi tapahtuu, kun elimistö tarvitsee glukoosia. Maksa on glukoneogeneesin ensisijainen sijaintipaikka, mutta jonkin verran sitä tapahtuu myös munuaisissa. Maksa on elin, joka hajottaa erilaiset ei-hiilihydraattimolekyylit ja lähettää ne muihin elimiin ja kudoksiin tai käyttää ne glukoneogeneesissä.
Tätä reittiä säätelevät useat eri molekyylit. Glukagon, adrenokortikotrooppinen hormoni ja ATP edistävät glukoneogeneesiä. Glukoneogeneesiä estävät AMP, ADP ja insuliini. Insuliini ja glukagoni ovat kaksi yleisintä glukoneogeneesin säätelijää.
GlykogenolyysiEdit
Glykogenolyysi tarkoittaa glykogeenin hajoamista. Maksassa, lihaksissa ja munuaisissa tämä prosessi tapahtuu glukoosin tuottamiseksi tarvittaessa. Yksittäinen glukoosimolekyyli pilkkoutuu glykogeenin haarasta ja muuttuu tässä prosessissa glukoosi-1-fosfaatiksi. Tämä molekyyli voidaan sitten muuntaa glukoosi-6-fosfaatiksi, joka on glykolyysireitin välituote.
Glukoosi-6-fosfaatti voi sitten edetä glykolyysin kautta. Glykolyysi vaatii vain yhden ATP-molekyylin panoksen, kun glukoosi on peräisin glykogeenistä. Vaihtoehtoisesti glukoosi-6-fosfaatti voidaan muuntaa takaisin glukoosiksi maksassa ja munuaisissa, jolloin se voi tarvittaessa nostaa veren glukoosipitoisuutta.
Maksassa oleva glukagoni stimuloi glykogenolyysiä, kun veren glukoosipitoisuus laskee, mikä tunnetaan nimellä hypoglykemia. Maksassa oleva glykogeeni voi toimia glukoosin varalähteenä aterioiden välillä. Maksan glykogeeni palvelee pääasiassa keskushermostoa. Adrenaliini stimuloi luurankolihaksen glykogeenin hajoamista liikunnan aikana. Lihaksissa glykogeeni takaa nopeasti saatavilla olevan energianlähteen liikettä varten.
GlykogeneesiEdit
Glykogeneesillä tarkoitetaan glykogeenin synteesiprosessia. Ihmisillä glukoosi voidaan muuttaa glykogeeniksi tämän prosessin kautta. Glykogeeni on voimakkaasti haaroittunut rakenne, joka koostuu ydinproteiinista glykogeeniinistä, jota ympäröivät toisiinsa linkittyneiden glukoosiyksiköiden oksat. Glykogeenin haarautuminen lisää sen liukoisuutta ja mahdollistaa sen, että suurempi määrä glukoosimolekyylejä on samanaikaisesti saatavilla hajotettavaksi. Glykogeneesi tapahtuu pääasiassa maksassa, luurankolihaksissa ja munuaisissa. Glykogeneesireitti kuluttaa energiaa, kuten useimmat synteettiset reitit, koska jokaista käyttöön otettua glukoosimolekyyliä kohti kuluu ATP ja UTP.
PentoosifosfaattipolkuEdit
Pentoosifosfaattipolku on vaihtoehtoinen tapa hapettaa glukoosia. Sitä esiintyy maksassa, rasvakudoksessa, lisämunuaiskuoressa, kiveksissä, maitorauhasissa, fagosyyttisoluissa ja punasoluissa. Se tuottaa tuotteita, joita käytetään muissa soluprosesseissa, samalla kun se pelkistää NADP:tä NADPH:ksi. Tätä reittiä säädellään glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasin aktiivisuuden muutoksilla.
FruktoosiaineenvaihduntaMuutos
Fruktoosin on käytävä läpi tietyt ylimääräiset vaiheet päästäkseen glykolyysireitille. Tietyissä kudoksissa sijaitsevat entsyymit voivat lisätä fruktoosiin fosfaattiryhmän. Tästä fosforylaatiosta syntyy fruktoosi-6-fosfaatti, glykolyysireitin välituote, joka voidaan hajottaa suoraan kyseisissä kudoksissa. Tätä reittiä esiintyy lihaksissa, rasvakudoksessa ja munuaisissa. Maksassa entsyymit tuottavat fruktoosi-1-fosfaattia, joka siirtyy glykolyysireitille ja pilkkoutuu myöhemmin glyseraldehydiksi ja dihydroksiasetonifosfaatiksi.
Galaktoosin aineenvaihduntaMuutos
Laktoosi eli maitosokeri koostuu yhdestä glukoosimolekyylistä ja yhdestä galaktoosimolekyylistä. Erotuttuaan glukoosista galaktoosi kulkeutuu maksaan muuntumaan glukoosiksi. Galaktokinaasi käyttää yhden molekyylin ATP:tä galaktoosin fosforylointiin. Fosforyloitu galaktoosi muunnetaan sitten glukoosi-1-fosfaatiksi ja lopulta glukoosi-6-fosfaatiksi, joka voidaan pilkkoa glykolyysissä.