A glikolízis az egyszerű cukrok, például a D-szőlőcukor emberekben és szinte az összes többsejtű organizmusban. A degradációs és átalakulási folyamat szőlőcukor nak nek piruvát tíz egymást követő lépésben fordul elő, és aerob és anaerob körülmények között egyaránt előfordulhat. A glikolízist energiatermelésre használják, és piruvát bizonyos anyagok biokémiai szintézisének kezdeti prekurzorát biztosítja. A magasabb rendűek lebontása szénhidrátok (poliszacharidok) glikolízisen megy keresztül, miután egyszerű cukrokra bontják.
Mi a glikolízis?
A glikolízis az egyszerű anyagok lebontásának központi anyagcsere-folyamata cukor D-szőlőcukor és a citoszol sejtjeiben, a sejtplazma folyékony részében fordul elő. A glikolízis az egyszerű lebontásának központi anyagcsere-folyamata cukor D-glükóz és a citoszol sejtjein belül zajlik, a sejtplazma folyékony részében. A lebontási folyamat 10 egymást követő enzimatikusan szabályozott egyedi lépésben történik. A teljes termék végtermékei egyensúly glikolízisből származó glükózmolekulánként 2 piruvát molekulák, 2 ATP nukleotid és 2 NADH nukleotid. A 10 egyedi lépést két szakaszra lehet felosztani: az előkészítési fázistól az 1. lépéstől az 5. lépésig és az amortizációs fázistól a 6. és a 10. lépésig. Az előkészítési fázis energetikailag negatív az anyagcserére nézve, így az energiát 2 ATP. Csak az amortizációs fázis energetikailag pozitív, ami 2 ATP nukleotid és 2 NADH nukleotid formájában nettó energianyereséget eredményez. A glikolízis első két lépésének mindegyikében 2 foszfát csoportok átkerülnek a 2 ATP nukleotidból származó glükózba (adenozin trifoszfát), amelyek ezáltal átalakulnak ADP nukleotidokká (adenozin-difoszfát). Míg a glikolízis a piruvát képződéséig független attól, hogy oxikus (aerob) vagy anoxikus (anaerob) körülmények uralkodnak-e, a piruvát további metabolizmusa attól függ, hogy oxigén elérhető vagy sem. Szigorúan véve azonban a további lebomlási és átalakulási folyamatok már nem részei a glikolízisnek.
Funkció és feladat
A glikolízis az egyik legfontosabb és leggyakoribb központi anyagcsere folyamat, amely egy sejten belül bekövetkezik. A glikolízis feladata és funkciója az egyszerű energetikai és anyagcseréje cukor D-glükóz. Az energiahordozó és az energiaszolgáltató ebben a folyamatban az ATP, amelyet a folyamat során nyernek energia anyagcserét energiaellátással és átadással a foszfát csoportot egy ADP nukleotiddá. Az ATP-n keresztül vezetõ útnak megvan az az elõnye, hogy az energiát rövid ideig tárolják, és a hőelvezetés nem veszíti el. Ezenkívül az ATP rövid távolságokon át eljuthat arra a helyre, ahol az energiára jelenleg szükség van. Az energia-pozitív glikolízis emellett piruvátot biztosít a sejt számára. Vagy bevezethető a citrát-ciklusba és az azt követő légzési láncba a "fogyasztása" alatt oxigén oxigén körülmények között a mitokondrium sejtek további energiatermeléséhez, vagy kiindulási anyagként felhasználható a szükséges anyagok szintéziséhez. A citrát-ciklusban a CO2 (szén dioxid) és H2O (víz) fő bomlástermékként kerül előállításra. Az oxidációs folyamat során felszabaduló energiát a légzőszervi láncban használják fel az ADP foszforilezésére ATP-ként, és így rövid ideig tárolják. A glükóz teljes lebomlása víz és a szén dioxid hozzáadásával oxigén energetikailag produktívabb, de hátránya, hogy csak oxigén körülmények között, azaz olyan körülmények között történhet, amelyekben a molekuláris oxigén elegendő mennyiségben áll rendelkezésre. Ha a vázizmoknak magas szintű teljesítményre van szükségük, az oxigén szállítása az izomsejtekhez túl lassú, ezért a szükséges energiát a glikolízisből kell kihozniuk. A glikolízis másik előnye abban rejlik, hogy nagy a folyamatsebessége, amely eléri a konverziós arány többszörösét a citrátcikluson belül.
Betegségek és betegségek
A glikolízis az élő szervezetek egyik legrégebbi és legstabilabb anyagcsere-folyamatát testesíti meg az evolúció történetében. Valószínű, hogy a glikolízis az alapvető metabolikus folyamatok egyikeként már 3.5 milliárd évvel ezelőtt, jóval a többsejtű szervezetek kifejlődése előtt alakult ki, mert minden élő szervezet képes glikolízisre és felhasználja energiatermelésre. Csak néhány van ismert rendellenességek vagy betegségek, amelyek kifejezetten okozati összefüggésben vannak a glikolízis zavarával. Elsősorban a glikolízis során fellépő zavarok vezet súlyos hatásokra a piros vér sejtek (vörösvértesteket). Mivel nem tartalmaznak mitokondrium, ezek az energiaellátástól függenek a glikolízissel. Az energiaellátás zavara esetén hemolízis következik be, azaz a vörösvértesteket feloldódnak és a hemoglobin közvetlenül a szérumba kerül. Általában hiányzik a piruvát-kináz enzim, így a glikolízis folyamata megszakad. Egy másik, hasonló tünetekhez vezető ok a vörösvértesteket önmagukban, ha nincs elegendő szükséges KKR enzim (piruvát-kináz izoenzimje). A Tarui-kór (Tarui-kór) egyike azon kevés betegségeknek, amelyek közvetlen zavart okoznak a glikolízis folyamatában. Ez egy glikogén tárolási betegség. A glükóz feleslege a vér a szérumot a test ideiglenesen polimer cukrokká (glikogénné) alakítja, amely később visszaalakul glükózzá, amikor a glikolízis révén metabolizálni (metabolizálni) szükséges. Tarui-betegség esetén egy örökletes genetikai hiba miatt hiányzik a foszfofruktokináz, egy enzim, amely a glükóz foforilációját és átalakulását fruktóz-1,6-bifoszfát (a glikolízis 3. lépése). Az enzimhiány a glikolízis megszakadását okozza, így a vázizmok nem kapnak megfelelő energiát. Fájdalmas izomgörcsök és hemolitikus vérszegénység, a vörös membrán feloldódása vér sejtek.
