Glikoliza – etapy, reakcje, przebieg procesu i znaczenie kliniczne

Fot. virusowy / Getty Images

Glikoliza może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Dobrym przykładem są komórki mięśni szkieletowych, kiedy w okresach wzmożonej pracy zaczynają produkować mleczan, ponieważ ilość dostarczanego do nich tlenu jest niewystarczająca dla podtrzymania metabolizmu tlenowego.

Glikoliza stanowi główny szlak metaboliczny glukozy. Może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Stanowi również szlak metaboliczny dla innych węglowodanów dostarczanych z pożywieniem, np. fruktozy czy galaktozy. Jest to szlak konieczny, by mięśnie mogły pracować, kiedy zaczyna brakować im tlenu. Są jednak tkanki, które funkcjonują dobrze nawet w warunkach beztlenowych, czerpiąc energię właśnie z procesu glikolizy. Ponadto występują tkanki, jak np. mięsień sercowy, o niskiej aktywności glikolitycznej, co czyni je mało odpornymi na stany niedotlenienia.

Gdzie zachodzi glikoliza?

Glikoliza zachodzi w każdej komórce organizmu. Niektóre komórki, jak np. erytrocyty, funkcjonowanie uzależniają wyłącznie od glukozy. Nie mają bowiem mitochondriów, a glikoliza zachodzi w cytozolu komórki. Dlatego też w stanach, w których zabrakło któregokolwiek enzymu koniecznego dla procesu glikolizy, dochodzi do niedokrwistości hemolitycznej. Glikoliza może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Jeśli np. w kurczącym się mięśniu brakuje tlenu, powstaje mleczan. Kiedy komórki mięśniowe zostają dotlenione, zanika mleczan. Głównym, ostatecznym produktem glikolizy jest pirogronian, który zostaje utleniony do dwutlenku węgla i wody. W warunkach beztlenowych pewne reakcje zostają zablokowane, przez co dochodzi do przekształcenia pirogronianu w mleczan. Dzięki temu glikoliza może zachodzić także w beztlenowych warunkach, jednak ilość energii powstająca w tym procesie jest zdecydowanie mniejsza niż ta, która powstałaby w warunkach tlenowych. Dla porównania: w warunkach tlenowych powstaje około 38 moli ATP (adenozynotrifosforanu), a w warunkach beztlenowych wytwarzane są jedynie 2 mole.

Co wiesz o układzie krążenia? Sprawdź się w naszym quizie!

Odpowiedz na 10 pytań
Rozpocznij quiz

Etapy glikolizy

Glukoza w pierwszym etapie glikolizy ulega fosforylacji do glukozo-6-fosforanu za pośrednictwem heksokinazy. Jest to właściwie nieodwracalna reakcja. Jej produkt, czyli glukozo-6-fosforan, ulega dalej izomeryzacji przy udziale izomerazy fosfoheksozowej i fosforylacji przez fosfofruktokinazę do fruktozo-1,6-bisfosforanu. W kolejnym etapie działa enzym aldolaza, która rozszczepia fruktozo-1,6-fosforan na gliceraldehydo-3-fosforan i dihydroksyacetonofosforan. Związki te oddziałują na siebie wzajemnie. Kolejny etap glikolizy polega na utlenieniu gliceraldehydo-3-fosforanu przy udziale dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej. W wyniku tej reakcji powstaje 1,3-bisfosfoglicerynian, po czym kinaza fosfoglicerynianowa uczestniczy w odłączeniu jednej grupy fosforanowej z wytworzeniem 3-fosfogliceryniany. Kolejnym etapem jest izomeryzacja tego związku do 2-fosfoglicerynianu katalizowana przez mutazę fosfoglicerynianową. Dalej enzym enolaza powoduje dehydratację tego związku z wytworzeniem fosfoenolopirogronianu. Ostatnim działającym enzymem jest kinaza pirogronianowa.

W warunkach tlenowych pirogronian zostaje przeniesiony do mitochondrium, włączając się tam w cykl Krebsa. Natomiast w warunkach beztlenowych zostaje przekształcony w cytozolu komórki do mleczanu.

Glikoliza – aspekt kliniczny

Glikoliza jest koniecznym procesem metabolicznym ustroju. Jeśli np. u alkoholików dochodzi do niedoboru tiaminy, będącej kofaktorem reakcji z udziałem dehydrogenazy pirogronianowej, może doprowadzić to do kwasicy mleczanowej. Jeśli brakuje glukozy w komórce, alternatywnym źródłem energii są np. lipidy, jednak wtedy wzrasta ilość wolnych kwasów tłuszczowych i związków ketonowych we krwi, co np. u cukrzyków może skutkować kwasicą ketonową. Aby glukoza wniknęła do komórki, a tym samym aby proces glikolizy mógł mieć miejsce, konieczne są insulina i właściwa wrażliwość receptorów w komórkach na insulinę. W cukrzycy dochodzi do zjawiska insulinooporności, czyli oporności tkanek na insulinę, spadku wykorzystania glukozy przez komórki i wzrostu jej poziomu we krwi.

W mięśniach szkieletowych szybkość pracy, a tym samym konieczność wytwarzania energii, często powoduje, że tlen nie jest wystarczająco szybko dostarczany do komórek mięśniowych. Tym samym glikoliza obiera drogę metabolizmu beztlenowego, czyli tworzy się w nich mleczan. Erytrocyty wyłącznie działają na zasadzie metabolizmu beztlenowego, wytwarzając mleczan, podobnie jak komórki mózgowe, jelita, rdzenia nerki, siatkówki i skóry, które czerpią energię głównie z glikolizy, wytwarzając mleczan.

Przekonajcie się, do czego przydają się komórki macierzyste. Jakie jest ich zastosowanie? Odpowiedź na filmie:

Zobacz film: Komórki macierzyste - zastosowanie. Źródło: Dzień Dobry TVN


Data aktualizacji: 27.09.2018,
Opublikowano: 18.09.2018 r.

Polecamy

Komentarze (0)

Trwa dodawanie...
Komentarz dodany!
Komentarz nie mógł zostać dodany
Udar mózgu - jak wygląda rehabilitacja po chorobie?

Rehabilitacja po udarze to długotrwały proces, który nie zawsze gwarantuje pełne przywrócenie utraconych funkcji. Zajmuje się nią interdyscyplinarny zespół specjalistów, m.in. neuropsycholog, fizjoterapeuta i logopeda.

Czytaj więcej
Uczucie ciężkości w klatce piersiowej – przyczyny

Ból, ciężkość w klatce piersiowej, problem z oddechem to dolegliwości, które wywołują lęk i wymagają znalezienia przyczyny. Ich powodem może być poważny problem zdrowotny, a także zaburzenia lękowe, stres, a nawet zbyt obfity posiłek. Uczucia ciężkości w klatce piersiowej nie należy bagatelizować.

Czytaj więcej
Jakie są objawy stanu przedzawałowego? Co robić, gdy wystąpią?

Zawał serca może dawać charakterystyczne objawy, choć nie zawsze. Stan przedzawałowy poprzedza bezpośrednio nieodwracalne obumieranie i martwicę komórek mięśnia sercowego, dlatego odpowiednia diagnostyka może zapobiec jego konsekwencjom jakim jest zawał serca. 

Czytaj więcej
Objawy zawału serca u kobiet – czy różnią się od tych u mężczyzn?

Objawy zawału serca u kobiet mogą różnić się od ogólnie uznawanych, typowych symptomów zawału mięśnia sercowego. Częściej pojawiają się objawy nieswoiste zawału serca w postaci duszności, uczucia pieczenia w klatce piersiowej, bólu ramion czy po prostu osłabienia.

Czytaj więcej
Cichy zawał serca – czy można przejść zawał i o tym nie wiedzieć?

Zawał serca nie zawsze daje książkowe objawy. Cichy zawał dotyczy przede wszystkim chorych na cukrzycę oraz kobiet. Trudno go rozpoznać, co powoduje, że gorsze jest rokowanie. Dlatego tak ważna jest profilaktyka.

Czytaj więcej
Anemia sierpowata (niedokrwistość sierpowatokrwinkowa): przyczyny, objawy i leczenie

Anemia sierpowata jest chorobą wynikającą z mutacji punktowej w genie kodującym łańcuch hemoglobiny krwinek czerwonych. Wśród objawów występują: bladość skóry, bóle brzucha, opuchlizna stóp i dłoni, a także uszkodzenia serca i płuc! Anemia sierpowata jest chorobą dziedziczną, na którą cierpią nawet noworodki!

Czytaj więcej
Grillowane mięso może szkodzić sercu

Polacy kochają grillowane i smażone jedzenie. Niestety kolejne badania pokazują, że taka obróbka - zwłaszcza mięsa - może być niebezpieczna dla serca i całego układu krążenia.

Czytaj więcej
5 sygnałów, że siedzący tryb życia zaczyna ci szkodzić i potrzebujesz więcej ruchu

Ciało człowieka nie jest przystosowane do przebywania w pozycji siedzącej, tymczasem większość z nas spędza tak  8-10 godzin dziennie. To odbija się na naszym zdrowiu bardziej, niż się spodziewamy. Siedzący tryb życia przyczynia się zarówno do groźnych chorób cywilizacyjnych, jak i codziennych dolegliwości, takich jak ból głowy czy zaparcia.

Czytaj więcej
Czym jest kardiowerter-defibrylator serca? Wskazania do wszczepienia

Kardiowerter-defibrylator jest urządzeniem, które wszczepia się pacjentom w celu przywrócenia rytmu zatokowego w momencie wystąpienia arytmii zagrażającej życiu. Wskazaniem do zastosowania tego rodzaju leczenia jest ryzyko wystąpienia tzw. nagłej śmierci sercowej. Kardiowerter-defibrylator składa się z baterii i elektrody.

Czytaj więcej
Kawa nie tylko pobudza, ale także poprawia zdrowie. Poznaj 9 powodów, dla których warto ją pić 

Kawa to jeden z najpopularniejszych napojów. Doskonale smakuje, pobudza, dodaje energii, a także poprawia działanie całego organizmu. Z okazji Międzynarodowego Dnia Kawy przypominamy dlaczego warto pić kawę. 

Czytaj więcej