Glycolysis

Các Glycolysis chứa trong cơ thể người và hầu hết tất cả các sinh vật đa bào sự phân hủy được kiểm soát bằng xúc tác sinh học của các loại đường đơn như D-glucose.

Quá trình phân hủy và chuyển đổi glucose thành pyruvate diễn ra trong mười bước liên tiếp và có thể diễn ra như nhau trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí.

Glycolysis được sử dụng để tạo ra năng lượng, và pyruvate cung cấp giai đoạn sơ bộ đầu tiên cho quá trình tổng hợp sinh hóa các chất nhất định. Quá trình phân hủy carbohydrate chất lượng cao hơn (nhiều đường) cũng trải qua quá trình đường phân sau khi được phân hủy thành đường đơn.

Đường phân là gì?

Glycolysis là một quá trình trao đổi chất trung tâm để phân hủy đường đơn D-glucose và diễn ra trong các tế bào trong dịch bào, phần lỏng của huyết tương tế bào.

Glycolysis là một quá trình trao đổi chất trung tâm để phân hủy đường đơn D-glucose và diễn ra trong các tế bào trong dịch bào, phần lỏng của huyết tương tế bào. Quá trình phân hủy diễn ra trong 10 bước liên tiếp được kiểm soát bằng enzym. Các sản phẩm cuối cùng của sự cân bằng tổng số từ quá trình đường phân trên mỗi phân tử glucose là 2 phân tử pyruvat, 2 nucleotide ATP và 2 nucleotide NADH.

10 bước riêng lẻ có thể được chia thành hai giai đoạn, giai đoạn chuẩn bị từ bước 1 đến bước 5 và giai đoạn giảm dần từ bước 6 đến bước 10. Giai đoạn chuẩn bị có năng lượng âm đối với quá trình trao đổi chất, do đó năng lượng ở dạng 2 ATP phải được cung cấp. Chỉ có giai đoạn giảm giá là có năng lượng dương, do đó khi cân bằng có năng lượng tăng ở dạng 2 nucleotide ATP và 2 nucleotide NADH.

Trong hai bước đầu tiên của quá trình đường phân, 2 nhóm photphat được chuyển đến glucose, chúng xuất phát từ 2 nucleotide ATP (adenosine triphosphate) và do đó được chuyển thành ADP nucleotide (adenosine diphosphate).

Trong khi quá trình đường phân cho đến khi hình thành pyruvate không phụ thuộc vào việc điều kiện ôxy (hiếu khí) hay thiếu ôxy (kỵ khí) chiếm ưu thế, sự chuyển hóa thêm của pyruvate phụ thuộc vào việc có ôxy hay không. Tuy nhiên, nói một cách chính xác, các quá trình phân hủy và chuyển đổi tiếp theo không còn thuộc về quá trình đường phân.

Chức năng & nhiệm vụ

Glycolysis là một trong những quá trình trao đổi chất trung tâm quan trọng nhất và thường xuyên nhất diễn ra trong tế bào. Nhiệm vụ và chức năng của đường phân bao gồm chuyển hóa năng lượng và vật chất của đường đơn D-glucose.

ATP, thu được như một phần của quá trình chuyển hóa năng lượng với việc bổ sung năng lượng và chuyển nhóm photphat thành nucleotide ADP, đóng vai trò như một chất mang năng lượng và cung cấp năng lượng. Con đường qua ATP có ưu điểm là năng lượng được lưu trữ trong thời gian ngắn và không bị mất đi khi tản nhiệt. Ngoài ra, ATP có thể được đưa đến nơi cần năng lượng trong khoảng cách ngắn.

Quá trình glycolysis tích cực đầy năng lượng cũng cung cấp cho tế bào pyruvate. Nó có thể được đưa vào chu trình axit xitric và chuỗi hô hấp tiếp theo bằng cách “tiêu thụ” oxy trong điều kiện ôxy trong ty thể của tế bào để tạo ra năng lượng tiếp theo, hoặc nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu để tổng hợp các chất cần thiết.

Các sản phẩm phân hủy chính trong chu trình axit xitric là CO2 (carbon dioxide) và H2O (nước). Năng lượng giải phóng trong quá trình oxy hóa được sử dụng trong chuỗi hô hấp để phosphoryl hóa ADP thành ATP và do đó được lưu trữ trong một thời gian ngắn.

Sự phân hủy hoàn toàn của glucose thành nước và carbon dioxide khi bổ sung oxy sẽ tạo ra năng lượng cao hơn về mặt năng lượng, nhưng có nhược điểm là nó chỉ có thể diễn ra trong điều kiện độc hại, tức là trong điều kiện mà oxy phân tử có sẵn với số lượng đủ lớn. Khi cơ xương cần hoạt động cao, lượng oxy cung cấp cho các tế bào cơ quá chậm khiến chúng phải lấy năng lượng cần thiết từ quá trình đường phân.

Một ưu điểm khác của quá trình đường phân là tốc độ quá trình cao, gấp nhiều lần tốc độ chuyển đổi trong chu trình axit xitric.

Bệnh tật & ốm đau

Glycolysis là một trong những quá trình trao đổi chất lâu đời nhất và ổn định nhất của các sinh vật sống về mặt tiến hóa. Đường phân có lẽ được hình thành như một trong những quá trình trao đổi chất cơ bản cách đây 3,5 tỷ năm, rất lâu trước khi các sinh vật đa bào phát triển, bởi vì tất cả các sinh vật đều có khả năng đường phân và sử dụng nó để tạo ra năng lượng.

Chỉ một số rối loạn hoặc bệnh được biết là có liên quan rõ ràng với rối loạn đường phân. Sự xáo trộn trong quá trình đường phân chủ yếu dẫn đến những ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tế bào hồng cầu (hồng cầu).

Bởi vì chúng không chứa ty thể, chúng dựa vào việc cung cấp năng lượng thông qua quá trình đường phân. Nếu nguồn cung cấp năng lượng bị rối loạn, hiện tượng tan máu xảy ra, tức là màng của hồng cầu tan ra và hemoglobin đi thẳng vào huyết thanh. Thường có sự thiếu hụt trong enzym pyruvate kinase, do đó quá trình đường phân bị gián đoạn.

Một nguyên nhân khác dẫn đến các triệu chứng tương tự có thể được tìm thấy trong chính các hồng cầu nếu chúng không có enzym KKR cần thiết (isoenzyme của pyruvate kinase).

Bệnh Tarui (bệnh Tarui) là một trong số ít bệnh làm gián đoạn trực tiếp quá trình đường phân. Đó là một bệnh dự trữ glycogen. Glucose dư thừa trong huyết thanh được cơ thể chuyển đổi tạm thời thành đường cao phân tử (glycogen), sau đó được chuyển hóa trở lại thành glucose nếu cần thiết, để được chuyển hóa qua đường phân.

Trong trường hợp bệnh Tarui, một khiếm khuyết di truyền di truyền dẫn đến sự thiếu hụt phosphofructokinase, một loại enzyme gây ra quá trình phosphoryl hóa và chuyển hóa glucose thành fructose-1,6-biphosphate (bước thứ 3 trong quá trình đường phân). Sự thiếu hụt enzym làm cho quá trình đường phân bị gián đoạn khiến cơ xương không được cung cấp năng lượng thích hợp.Đau cơ co thắt và thiếu máu tan máu, màng hồng cầu bị phá vỡ, phát triển.