GlycolyseEdit
Glycolyse is het proces waarbij een glucosemolecuul wordt afgebroken tot twee pyruvaatmoleculen, terwijl de energie die bij dit proces vrijkomt, wordt opgeslagen als ATP en NADH. Bijna alle organismen die glucose afbreken, maken gebruik van glycolyse. Glucoseregulering en productgebruik zijn de voornaamste categorieën waarin deze routes tussen organismen verschillen. In sommige weefsels en organismen is glycolyse de enige methode van energieproductie. Deze route is gemeenschappelijk voor zowel anaërobe als aërobe ademhaling.
Glycolyse bestaat uit tien stappen, verdeeld in twee fasen. Tijdens de eerste fase moeten twee ATP-moleculen worden afgebroken. In de tweede fase wordt de chemische energie van de tussenproducten omgezet in ATP en NADH. De afbraak van één molecuul glucose resulteert in twee moleculen pyruvaat, die verder kunnen worden geoxideerd om in latere processen toegang te krijgen tot meer energie.
Glycolyse kan in verschillende stappen van het proces worden gereguleerd door middel van terugkoppelingsregulering. De stap die het meest wordt gereguleerd is de derde stap. Deze regulatie moet ervoor zorgen dat het lichaam niet te veel pyruvaatmoleculen produceert. De regulatie maakt ook de opslag van glucosemoleculen in vetzuren mogelijk. Er zijn verschillende enzymen die bij de glycolyse worden gebruikt. De enzymen upreguleren, downreguleren, en feedback reguleren het proces.
GluconeogenesisEdit
Gluconeogenesis is het omgekeerde proces van de glycolyse. Het behelst de omzetting van niet-koolhydraatmoleculen in glucose. De niet-koolhydraatmoleculen die in deze route worden omgezet zijn pyruvaat, lactaat, glycerol, alanine en glutamine. Dit proces vindt plaats wanneer het lichaam glucose nodig heeft. De gluconeogenese vindt voornamelijk plaats in de lever, maar ook in de nieren. De lever is het orgaan dat de verschillende niet-koolhydraatmoleculen afbreekt en ze naar andere organen en weefsels stuurt of ze gebruikt in de gluconeogenese.
Deze route wordt gereguleerd door verschillende moleculen. Glucagon, adrenocorticotroop hormoon, en ATP stimuleren gluconeogenese. Gluconeogenese wordt geremd door AMP, ADP, en insuline. Insuline en glucagon zijn de twee meest voorkomende regulatoren van Gluconeogenese.
GlycogenolyseEdit
Glycogenolyse verwijst naar de afbraak van glycogeen. In de lever, de spieren en de nieren vindt dit proces plaats om glucose te leveren wanneer dat nodig is. Een enkele glucosemolecule wordt afgesplitst van een tak van glycogeen, en wordt tijdens dit proces omgezet in glucose-1-fosfaat. Dit molecuul kan vervolgens worden omgezet in glucose-6-fosfaat, een tussenproduct in de glycolyse-route.
Glucose-6-fosfaat kan vervolgens de glycolyse doorlopen. Glycolyse vereist slechts de input van één molecuul ATP wanneer de glucose afkomstig is uit glycogeen. Anderzijds kan glucose-6-fosfaat in de lever en de nieren weer worden omgezet in glucose, waardoor het bloedglucosegehalte zo nodig kan stijgen.
Glucagon in de lever stimuleert de glycogenolyse wanneer het bloedglucosegehalte daalt, bekend als hypoglykemie. Het glycogeen in de lever kan fungeren als reservebron van glucose tussen de maaltijden. Het leverglycogeen dient voornamelijk het centrale zenuwstelsel. Adrenaline stimuleert de afbraak van glycogeen in de skeletspieren tijdens inspanning. In de spieren zorgt glycogeen voor een snel toegankelijke energiebron voor beweging.
GlycogeneseEdit
Glycogenese verwijst naar het proces van de synthese van glycogeen. Bij de mens kan glucose via dit proces worden omgezet in glycogeen. Glycogeen is een sterk vertakte structuur, bestaande uit het kerneiwit glycogenine, omgeven door vertakkingen van glucose-eenheden, die met elkaar verbonden zijn. De vertakking van glycogeen verhoogt de oplosbaarheid ervan, en maakt het mogelijk dat een groter aantal glucosemoleculen tegelijkertijd toegankelijk is voor afbraak. Glycogenese vindt hoofdzakelijk plaats in de lever, de skeletspieren en de nieren. De glycogenese-route verbruikt energie, zoals de meeste synthetische routes, omdat een ATP en een UTP worden verbruikt voor elke molecule glucose die wordt ingebracht.
PentosefosfaatrouteEdit
De pentosefosfaatroute is een alternatieve methode om glucose te oxideren. Het komt voor in de lever, vetweefsel, bijnierschors, testis, melkklieren, fagocytencellen, en rode bloedcellen. Hij produceert producten die in andere celprocessen worden gebruikt, terwijl hij NADP reduceert tot NADPH. Deze route wordt gereguleerd door veranderingen in de activiteit van glucose-6-fosfaat dehydrogenase.
Fructose metabolismeEdit
Fructose moet bepaalde extra stappen ondergaan om in de glycolyse route te komen. Enzymen in bepaalde weefsels kunnen een fosfaatgroep toevoegen aan fructose. Door deze fosforylering ontstaat fructose-6-fosfaat, een tussenproduct in de glycolyse, dat in deze weefsels rechtstreeks kan worden afgebroken. Deze route komt voor in de spieren, het vetweefsel en de nieren. In de lever produceren enzymen fructose-1-fosfaat, dat de glycolyseweg ingaat en later wordt gesplitst in glyceraldehyde en dihydroxyacetonfosfaat.
GalactosemetabolismeEdit
Lactose, of melksuiker, bestaat uit één molecuul glucose en één molecuul galactose. Na afscheiding van glucose gaat galactose naar de lever voor omzetting in glucose. Galactokinase gebruikt één molecuul ATP om galactose te fosforyleren. De gefosforyleerde galactose wordt vervolgens omgezet in glucose-1-fosfaat, en uiteindelijk in glucose-6-fosfaat, dat in de glycolyse kan worden afgebroken.