Синтез атф при розщепленні глюкози. Виділення енергії з глікогену

Відео: Наша енергія. Глюкоза і глікоген, що це таке

Ми можемо визначити загальна кількість молекул АТФ, яке утворюється при розщепленні 1 молекули глюкози при оптимальних умовах.
1. Під час гліколізу утворюються 4 молекули АТФ: 2 молекули АТФ витрачаються на першому етапі фосфорилювання глюкози, необхідного для ходу процесу гліколізу, чистий вихід АТФ при гліколізі дорівнює 2 молекулам АТФ.

Відео: Енергетичний обмін в клітині і його сутність

2. В результаті циклу лимонної кислоти утворюється 1 молекула АТФ. Однак у зв`язку з тим, що 1 молекула глюкози розщеплюється на 2 молекули піровиноградної кислоти, кожна з яких проходить оборот в циклі Кребса, виходить чистий вихід АТФ на 1 молекулу глюкози, рівний 2 молекулам АТФ.

3. При повному окисленні глюкози сумарно утворюються 24 атома водню в зв`язку з процесом гліколізу і циклом лимонної кислоти, 20 з них окислюються відповідно до хемо-осмотичним механізмом з виділенням 3 молекул АТФ на кожні 2 атома водню. У підсумку виходить ще 30 молекул АТФ.

Відео: Енергетичний обмін в клітині

4. Чотири залишилися атома водню виділяються під впливом дегідрогеназ і включаються в цикл хемоосмотіческого окислення в мітохондріях крім першої стадії. Окислення 2 атомів водню супроводжується отриманням 2 молекул АТФ, в результаті виходить ще 4 молекули АТФ.

склавши всі отримані молекули, отримаємо 38 молекул АТФ як максимально можливу кількість при окисленні 1 молекули глюкози до вуглекислого газу і води. Отже, 456000 калорій можуть зберігатися у вигляді АТФ з 686000 калорій, одержуваних при повному окисленні 1 грам-молекули глюкози. Ефективність перетворення енергії, що забезпечується цим механізмом, становить близько 66%. Решта 34% енергії перетворюються в теплову і не можуть бути використані клітинами для виконання специфічних функцій.

Виділення енергії з глікогену

тривале вивільнення енергії з глюкози, коли клітини не потребують енергії, було б занадто марнотратним процесом. Гліколіз і подальше окислення атомів водню постійно контролюються відповідно до потреб клітин в АТФ. Цей контроль здійснюється численними варіантами керуючих механізмів зворотного зв`язку в ході хімічних реакцій. До числа найбільш важливих впливів такого роду можна віднести концентрацію АДФ і АТФ, яка контролює швидкість хімічних реакцій в ході процесів обміну енергії.

Відео: Аеробний процес, Митохондрия

Одним з важливих шляхів, дозволяють АТФ керувати обміном енергії, є інгібування ферменту фосфофруктокинази. Цей фермент забезпечує утворення фруктозо-1,6-дифосфата - однієї з початкових стадій гліколізу, тому результуючим впливом надлишку АТФ в клітині буде гальмування або навіть зупинка гліколізу, що, в свою чергу, призведе до гальмування обміну вуглеводів. АДФ (так само як і АМФ) надає протилежний вплив на фосфофруктокинази, істотно підвищуючи її активність. Коли АТФ використовується тканинами для енергозабезпечення більшості хімічних реакцій в клітинах, це зменшує інгібування ферменту фосфофруктокинази, більш того, його активність підвищується паралельно збільшенню концентрації АДФ. В результаті запускаються процеси гліколізу, що призводять до відновлення запасів АТФ в клітинах.

Інший спосіб управління опосередкований цитратами, утворюються в циклі лимонної кислоти. Надлишок цих іонів істотно знижує активність фосфофруктокинази, що не дає гликолизу випереджати швидкість використання піровиноградної кислоти, що утворюється в результаті гліколізу в циклі лимонної кислоти.

Третій спосіб, за допомогою якого система АТФ-АДФ-АМФ може контролювати обмін вуглеводів і управляти виділенням енергії з жирів і білків, полягає в наступному. Повертаючись до різних хімічних реакцій, службовцям способом виділення енергії, ми можемо помітити, що якщо весь наявний АМФ вже перетворений в АТФ, подальшу освіту АТФ стає неможливим. В результаті припиняються всі процеси використання поживних речовин (глюкози, білків і жирів) для отримання енергії у вигляді АТФ. Лише після використання утворився АТФ як джерело енергії в клітинах для забезпечення різноманітних фізіологічних функцій знову з`являються АДФ і АМФ запустять процеси отримання енергії, в ході яких АДФ і АМФ перетворюються в АТФ. Цей шлях автоматично підтримує збереження певних запасів АТФ, крім випадків екстремальної активності клітин, наприклад при важких фізичних навантаженнях.