Гликолиз

[Познышев Вадим]

Гликоген, или мышечный сахар, является полисахаридом, имеет молекулярную массу от 6*10**6 до 12*10**6 и содержится в мышечной ткани в концентрации 0,7—1,1%.
Мышечная ткань также содержит около 10-25 г свободной глюкозы на 100 г ткани.2010Ф36
Гликоген присутствует только в животных тканях, его растительным аналогом является крахмал.
Гликоген представляет собой полимер D-глюкозы и сходен с амилопектином, содержащемся в крахмале, но боковые цепи гликогена короче (около 10-12 молекул глюкозы) и их количество в целом больше, чем в амилопектине.
Глюкозные цепочки находятся в виде глобул, и гликоген может с легкостью распадаться до глюкозы. Гликоген существует в двух формах — в виде прогликогена и макрогликогена, но для простоты они объединены под одним названием. Доля прогликогена составляет около 75%, остальное — макрогликоген.

Гликоген легко распадается до глюкозы, которая затем подвергается гликолизу, что известно также как путь Эмбдена-Мейерхофа. Процесс гликолиза — это окисление глюкозы до пирувата. Он происходит в саркоплазме (цитоплазме) клетки и жестко регулируется ферментами. Это анаэробный процесс, поэтому для него не требуется кислород. В процессе гликолиза глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат, затем во фруктозо-6-фосфат. В целом образование пирувата — конечного продукта гликолиза — происходит в 10 этапов.
Из одной молекулы глюкозы в процесс гликолиза получается две молекулы пирувата, поскольку молекула глюкозы содержит шесть атомов углерода, а молекула пирувата — три. В конечном счете пируват подвергается декарбоксилированию путем отщепления С02 и превращается в ацетил-коферментА (ацетил-СоА).
Процесс катализируется ферментом пируватдегидрогеназой.
Ацетил- СоА иногда называют «активированной уксусной кислотой». Расщепление глюкозы в процессе гликолиза является экзотермическим процессом, т. е. протекает с выделением энергии. В процессе гликолиза расходуются две молекулы АТФ, а образуются четыре. Таким образом, общим результатом процесса является образование двух молекул АТФ из одной исходной молекулы глюкозы.

В случаях нехватки кислорода при срочной потребности организма в большом количестве АТФ (например, при тяжелой мышечной работе или при сильном стрессе) АТФ образуется по анаэробному пути, и в живом организме образуется побочный продукт этого процесса — молочная кислота. Эта органическая кислота затем переносится с током крови обратно в печень, где превращается сначала в глюкозо-6-фосфат и в конечном счете в гликоген или в глюкозу.
Обычно для синтеза АТФ белки не используются, но в случае острой необходимости, например, после полного расходования свободных углеводов, белки также способны превращаться в ацетил- СоА. В этих очень редких ситуациях белки распадаются сначала до аминокислот, которые затем на второй стадии превращаются в ацетил-СоА. Этот процесс называют дезаминированием, поскольку происходит отщепление аминогрупп аминокислот. В последствии аминогруппа превращается в ион аммония (NH4+), который выводится из клетки. Оставшаяся часть аминокислоты в последствии может вступать в цикл Кребса.

Белки, как упоминалось ранее, являются последним из привлекаемых источников энергии, поскольку они представляют собой слишком ценный материал, чтобы расходовать их для получения энергии. Организм использует в первую очередь углеводы, затем жиры и уже в последнюю очередь — белки.

При использовании для синтеза АТФ жиров глицерин превращается в альдегид-фосфат, одновременно протекает несколько этапов окисления жирных кислот, которые в конечном итоге превращаются в ацетил- СоА. Образование пирувата является конечной точкой анаэробного гликолиза в цитоплазме, использующего глюкозу для получения пирувата с его последующим превращением в ацетил- СоА. В сущности, цепь реакций окисления всех типов веществ, включающих в себя аминокислоты, образовавшиеся из белков, жирные кислоты и глицерин, образовавшиеся из жиров, и пируват, образовавшийся из гликогена, заканчивается образованием ацетил- СоА. Однако доказано, что наиболее важным субстратом является глюкоза.

Белки и жиры непосредственно превращаются в ацетил- СоА, тогда как глюкоза, как упоминалось ранее, сначала превращается в пируват, и лишь затем в ацетил-СоА.