GlikolizaEdit
Glikoliza to proces rozkładu cząsteczki glukozy na dwie cząsteczki pirogronianu, przy jednoczesnym magazynowaniu energii uwolnionej podczas tego procesu w postaci ATP i NADH. Prawie wszystkie organizmy, które rozkładają glukozę, wykorzystują glikolizę. Regulacja stężenia glukozy i wykorzystanie produktów to podstawowe kategorie, w których szlaki te różnią się między organizmami. W niektórych tkankach i organizmach glikoliza jest jedyną metodą produkcji energii. Ten szlak jest wspólny zarówno dla oddychania beztlenowego, jak i tlenowego.
Glikoliza składa się z dziesięciu etapów, podzielonych na dwie fazy. W pierwszej fazie wymaga rozpadu dwóch cząsteczek ATP. W drugiej fazie energia chemiczna z produktów pośrednich jest przekazywana do ATP i NADH. Rozkład jednej cząsteczki glukozy powoduje powstanie dwóch cząsteczek pirogronianu, które mogą być dalej utleniane w celu uzyskania dostępu do większej ilości energii w późniejszych procesach.
Glikoliza może być regulowana na różnych etapach procesu poprzez regulację sprzężenia zwrotnego. Krok, który jest regulowany najbardziej jest trzeci krok. Regulacja ta ma na celu zapewnienie, że organizm nie jest nadprodukcja cząsteczek pirogronianu. Regulacja ta pozwala również na magazynowanie cząsteczek glukozy w kwasy tłuszczowe. W procesie glikolizy wykorzystywane są różne enzymy. Enzymy te regulują proces w górę, w dół oraz regulują sprzężenie zwrotne.
GlukoneogenezaEdit
Glukoneogeneza jest procesem odwrotnym do glikolizy. Polega on na przekształceniu cząsteczek niewęglowodanowych w glukozę. Cząsteczki niewęglowodanowe, które są przekształcane w tej ścieżce to pirogronian, mleczan, glicerol, alanina i glutamina. Proces ten zachodzi, gdy organizm potrzebuje glukozy. Wątroba jest głównym miejscem glukoneogenezy, ale część zachodzi również w nerkach. Wątroba jest narządem, który rozbija różne cząsteczki nie będące węglowodanami i wysyła je do innych narządów i tkanek lub wykorzystuje je w procesie glukoneogenezy.
Ta ścieżka jest regulowana przez wiele różnych cząsteczek. Glukagon, hormon adrenokortykotropowy i ATP zachęcają do glukoneogenezy. Glukoneogeneza jest hamowana przez AMP, ADP i insulinę. Insulina i glukagon są dwoma najczęstszymi regulatorami glukoneogenezy.
GlikogenolizaEdit
Glikogenoliza odnosi się do rozpadu glikogenu. W wątrobie, mięśniach i nerkach proces ten zachodzi w celu dostarczenia glukozy w razie potrzeby. Pojedyncza cząsteczka glukozy jest odłączana od gałęzi glikogenu i przekształcana w glukozo-1-fosforan podczas tego procesu. Cząsteczka ta może być następnie przekształcona w glukozo-6-fosforan, pośredni składnik szlaku glikolizy.
Glukozo-6-fosforan może następnie przechodzić przez glikolizę. Glikoliza wymaga tylko wkładu jednej cząsteczki ATP, gdy glukoza pochodzi z glikogenu. Alternatywnie, glukozo-6-fosforan może być przekształcony z powrotem w glukozę w wątrobie i nerkach, co pozwala na podniesienie poziomu glukozy we krwi w razie potrzeby.
Glukagon w wątrobie stymuluje glikogenolizę, gdy stężenie glukozy we krwi jest obniżone, znane jako hipoglikemia. Glikogen w wątrobie może funkcjonować jako zapasowe źródło glukozy między posiłkami. Glikogen w wątrobie służy głównie ośrodkowemu układowi nerwowemu. Podczas wysiłku fizycznego adrenalina stymuluje rozpad glikogenu w mięśniach szkieletowych. W mięśniach, glikogen zapewnia szybko dostępne źródło energii dla ruchu.
GlikogenezaEdit
Glikogeneza odnosi się do procesu syntezy glikogenu. U ludzi, glukoza może być przekształcona w glikogen poprzez ten proces. Glikogen jest wysoce rozgałęzioną strukturą, składającą się z białka rdzeniowego – glikogeniny, otoczonego połączonymi ze sobą odgałęzieniami jednostek glukozy. Rozgałęzienie glikogenu zwiększa jego rozpuszczalność i pozwala na jednoczesny dostęp do większej liczby cząsteczek glukozy w celu ich rozłożenia. Glikogeneza zachodzi głównie w wątrobie, mięśniach szkieletowych i nerkach. Szlak glikogenezy zużywa energię, podobnie jak większość szlaków syntetycznych, ponieważ ATP i UTP są zużywane dla każdej wprowadzonej cząsteczki glukozy.
Szlak fosforanu pentozyEdit
Scieżka fosforanu pentozy jest alternatywną metodą utleniania glukozy. Występuje w wątrobie, tkance tłuszczowej, korze nadnerczy, jądrach, gruczołach mlecznych, komórkach fagocytów i krwinkach czerwonych. Powstają w nim produkty, które są wykorzystywane w innych procesach komórkowych, przy jednoczesnej redukcji NADP do NADPH. Ten szlak jest regulowany poprzez zmiany aktywności dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej.
Metabolizm fruktozyEdit
Fruktoza musi przejść pewne dodatkowe etapy, aby wejść na szlak glikolizy. Enzymy znajdujące się w niektórych tkankach mogą dodać grupę fosforanową do fruktozy. W wyniku tej fosforylacji powstaje fruktozo-6-fosforan, substancja pośrednia w szlaku glikolizy, która może zostać rozłożona bezpośrednio w tych tkankach. Ten szlak zachodzi w mięśniach, tkance tłuszczowej i nerkach. W wątrobie enzymy wytwarzają fruktozo-1-fosforan, który wchodzi w szlak glikolizy i jest później rozszczepiany na gliceraldehyd i fosforan dihydroksyacetonu.
Metabolizm galaktozyEdit
Laktoza, lub cukier mleczny, składa się z jednej cząsteczki glukozy i jednej cząsteczki galaktozy. Po oddzieleniu od glukozy, galaktoza wędruje do wątroby w celu przekształcenia jej w glukozę. Galaktokinaza wykorzystuje jedną cząsteczkę ATP do fosforylacji galaktozy. Fosforylowana galaktoza jest następnie przekształcana do glukozo-1-fosforanu, a następnie ostatecznie do glukozo-6-fosforanu, który może zostać rozłożony w glikolizie.
.