ГлюкозаАнаэробный и аэробный распад глюкозы, их общая характеристика, связь процессов

Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки. Этапы аэробного гликолиза 1,Подготовительный этап, в ходе которого глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы фосфотриоз. Эта серия реакций протекает с использованием 2 молекул АТФ.2,Этап, сопряжённый с синтезом АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы превращаются в пируват. Энергия, высвобождающаяся на этом этапе, использ. для синтеза 10 моль АТФ. Окисление глюкозы до СО₂ и Н₂О (аэробный распад). Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением:С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ → 6 СО₂ + Н₂О + 2820 кДж/моль.Этот процесс включает несколько стадий. 1Аэробный гликолиз - процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата; 2Общий путь катаболизма, включающий превращение пирувата в ацетил-КоА и его дальнейшее окисление в цитратом цикле; 3ЦПЭ на кислород, сопряжённая с реакциями дегидрирования, происходящими в процессе распада глюкозы.В определённых ситуациях обеспечение кислородом тканей может не соответствовать их потребностям. Например, на начальных стадиях интенсивной мышечной работы при стрессе сердечные сокращения могут не достигать нужной частоты, а потребности мышц в кислороде для аэробного распада глюкозы велики. В подобных случаях включается процесс, который протекает без кислорода и заканчивается образованием лактата из пировиноградной кислоты. Этот процесс называют анаэробным распадом, или анаэробным гликолизом. Аэробное окисление глюкозы. В аэробных условиях глюкоза окисляется до СО₂ и Н₂О.Суммарное уравнение:С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂+ 6Н₂О + 2880 кДж/моль.Этот процесс включает несколько стадий:1. Аэробный гликолиз. В нем происходит окисления 1 глюкозы до 2 ПВК, с образов. 2 АТФ (сначала 2 АТФ затрачив., затем 4 образуются) и 2 НАДН₂;2. Превращение 2 ПВК в 2 ацетил-КоА с выдел. 2 СО₂ и образов. 2 НАДН₂;3. ЦТК. В нем происходит окисление 2 ацетил-КоА с выделением 4 СО₂, образованием 2 ГТФ (дают 2 АТФ), 6 НАДН₂ и 2 ФАДН₂;4. Цепь окислительного фосфорилирования. В ней происходит окисления 10 (8) НАДН₂, 2 (4) ФАДН₂ с участием 6 О₂, при этом выделяется 6 Н₂О и синтезируется 34 (32) АТФ.
В результате аэробного окисления глюкозы образуется 38 (Энергетический результат (выраженный в АТФ) катаболизма одной молекулы глюкозы в аэробных условиях составляет приблизительно 8АТФ + 6 АТФ + 24 АТФ = 38 АТФ)(36) АТФ, из них: 4 АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования, 34 (32) АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования. КПД аэробного окисления составит 65%. Анаэробный распад глюкозы. (анаэробный гликолиз) Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса:С6Н1206 + 2 Н3Р04 + 2 АДФ = 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2O.Анаэробный гликолиз, несмотря на небольшой энергетический эффект, является основным источником энергии для скелетных мышц в начальном периоде интенсивной работы, т. е. в условиях, когда снабжение кислородом ограничено. Кроме того, зрелые эритроциты извлекают энергию за счет анаэробного окисления глюкозы, потому что не имеют митохондрий. Анаэробный распад глюкозы происходит при недостаточном содержании кислорода, в клетках мышечной ткани животного организма. Данный путь распада называется дихотомическим, т.к. в процессе происходит образование двух молекул триоз, содержащих по 3 С-атома из одной молекулы гексозы (6 С-атомов). Конечный продукт анаэробного превращения глюкозы – молочная кислота. Гликолиз протекает в гиалоплазме (цитозоле) клетки. Гликолиз условно можно разбить на два этапа. В первом этапе происходит затрата энергии, второй этап, наоборот, характеризуется накоплением энергии в форме молекул АТФ.Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Гликолиз – главный путь катаболизма глюкозы (а также фруктозы и галактозы). Все его реакции протекают в цитозоле. Энергетический баланс анаэробного гликолиза:
2АТФ = -2АТФ + 4АТФАнаэробный гликолиз отличается от аэробного только наличием последней 11 реакции, первые 10 реакций у них общие.