تحلل السكر: ما هو وما هي مراحله العشر؟

تحلل السكر هو عملية كيميائية يسمح بالتنفس والتمثيل الغذائي الخلوي ، وتحديداً من خلال تكسير الجلوكوز.

سنرى في هذه المقالة بمزيد من التفصيل ماهية تحلل السكر وما هو الغرض منه ، بالإضافة إلى مراحل عمله العشر.

• مقالات لها صلة: "كيف يعمل السكر والدهون في دماغنا؟"

ما هو تحلل الجلوكوز؟

يتكون مصطلح "تحلل السكر" من الكلمة اليونانية "glycos" والتي تعني "السكر" و "التحلل" والتي تعني "الانهيار". بهذا المعنى ، فإن تحلل الجلوكوز هو العملية التي يتم من خلالها تعديل تركيبة الجلوكوز لاستخراج طاقة كافية لصالح الخلايا. في الواقع ، إنه لا يعمل فقط كمصدر للطاقة ، ولكن أيضًا يؤثر على نشاط الخلية بطرق مختلفة، دون توليد طاقة إضافية بالضرورة.

على سبيل المثال ، ينتج عائدًا مرتفعًا من الجزيئات التي تسمح بعملية التمثيل الغذائي والتنفس الخلوي على حد سواء الهوائية واللاهوائية. بشكل عام ، الهوائية هي نوع من التمثيل الغذائي الذي يتكون من استخراج الطاقة من الجزيئات العضوية من أكسدة الكربون بواسطة الأكسجين. في اللاهوائية ، لا يكون العنصر المستخدم لتحقيق الأكسدة هو الأكسجين بل الكبريتات أو النترات.

في نفس الوقت، الجلوكوز هو جزيء عضوي يتكون من غشاء مكون من 6 حلقات

توجد في الدم ، وهي بشكل عام نتيجة تحول الكربوهيدرات إلى سكريات. من أجل دخول الخلايا ، ينتقل الجلوكوز عبر البروتينات المسؤولة عن نقله من الخارج من الخلية إلى العصارة الخلوية (السائل داخل الخلايا أي السائل الموجود في مركز الخلايا).

من خلال تحلل الجلوكوز ، يتم تحويل الجلوكوز إلى حمض يسمى "بيفوريك" أو "بيروفات" الذي يلعب دورًا مهمًا جدًا في النشاط الكيميائي الحيوي. هذه العملية يحدث في السيتوبلازم (جزء الخلية الذي يقع بين النواة والغشاء). ولكن لكي يتحول الجلوكوز إلى بيروفات ، يجب أن تحدث آلية كيميائية معقدة للغاية تتكون من مراحل مختلفة.

• قد تكون مهتمًا: "أنواع الخلايا الرئيسية في جسم الإنسان"

مراحلها العشر

التحلل السكري هو عملية تمت دراستها منذ العقد الثاني من القرن التاسع عشر ، عندما كان الكيميائيون بدأ لويس باستور ، وإدوارد بوخنر ، وآرثر هاردن ، وويليام يونغ في تفصيل آلية التخمير. سمحت هذه الدراسات بمعرفة التطور والأشكال المختلفة للتفاعل في تكوين الجزيئات.

إنها من أقدم الآليات الخلوية وهي كذلك أسرع طريقة للحصول على الطاقة واستقلاب الكربوهيدرات. لهذا ، من الضروري حدوث 10 تفاعلات كيميائية مختلفة ، مقسمة إلى مرحلتين كبيرتين. يتكون الأول من إنفاق الطاقة عن طريق تحويل جزيء الجلوكوز إلى جزيئين مختلفين ؛ بينما تحصل المرحلة الثانية على الطاقة عن طريق تحويل الجزيئين المتولدين في المرحلة السابقة.

ومع ذلك ، سنرى المراحل العشر لتحلل السكر أدناه.

1. هيكسوكيناز

تتمثل الخطوة الأولى في تحلل السكر في تحويل جزيء D- الجلوكوز إلى جزيء جلوكوز 6 فوسفات (جزيء جلوكوز مُفسفر عند الكربون 6). لتوليد هذا التفاعل ، يجب أن يشارك إنزيم يعرف باسم Hexokinase ، وله وظيفة تنشيط الجلوكوز بحيث يمكن استخدامه في العمليات اللاحقة.

2. إيزوميراز فسفوغلوكوز (الجلوكوز 6 ف إيزوميراز)

التفاعل الثاني لتحلل السكر هو تحويل الجلوكوز 6 فوسفات إلى فركتوز 6 فوسفات. لذلك يجب أن يعمل إنزيم يسمى إيزوميراز فسفوغلوكوز. هذه هي مرحلة تحديد التركيب الجزيئي الذي سيسمح بتوحيد تحلل السكر في المرحلتين التاليتين.

3. فسفوفركتوكيناز

في هذه المرحلة ، يتم تحويل الفركتوز -6-فوسفات إلى فركتوز 1.6-بيسفوسفات ، من خلال عمل الفوسفوفركتوكيناز والمغنيسيوم. إنها مرحلة لا رجعة فيها ، مما يؤدي إلى بدء تحلل السكر في الاستقرار.

• مقالات لها صلة: "10 أطعمة صحية غنية بالمغنيسيوم"

4. ألدولاس

الآن ينقسم الفركتوز 1،6-بيسفوسفات إلى اثنين من السكريات المتزامنة ، أي جزيئين لهما نفس الشيء الصيغة ، ولكن ذراتها مرتبة بشكل مختلف ، وبالتالي لها أيضًا خصائص مختلفة. والسكريات هما ثنائي هيدروكسي أسيتون فوسفات (DHAP) وغليسرالديهيد 3-فوسفات (GAP) ، والتقسيم يحدث بسبب نشاط إنزيم الألدولاز.

5. إيزوميراز ثلاثي الفوسفات

تتكون المرحلة رقم 5 من تخزين فوسفات الجلسيرالديهيد للمرحلة التالية من تحلل السكر. لهذا ، يجب أن يعمل إنزيم يسمى ثلاثي فوسفات إيزوميراز ضمن اثنين من السكريات التي تم الحصول عليها في المرحلة السابقة (ثنائي هيدروكسي أسيتون فوسفات و جليسيرالديهيد 3-فوسفات). هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أولى المراحل العظيمة التي نصفها في بداية هذا الترقيم ، وظيفته هي توليد نفقات الطاقة.

6. جليسيرالديهيد -3 فوسفات ديهيدروجينيز

في هذه المرحلة ، يبدأ الحصول على الطاقة (خلال الخمس سنوات السابقة تم إنفاقها فقط). نستمر مع السكرين اللذين تم إنتاجهما سابقًا ويكون نشاطهما كالتالي: إنتاج 1.3-بيسفوسفوجليسيرات، عن طريق إضافة فوسفات غير عضوي إلى جليسيرالديهيد 3-فوسفات.

من أجل إضافة هذا الفوسفات ، يجب نزع الهيدروجين عن الجزيء الآخر (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase). هذا يعني أن طاقة المركب تبدأ في الزيادة.

7. كيناز فسفوغليسيرات

في هذه المرحلة ، هناك نقل آخر للفوسفات ، ليكون قادرًا على تكوين أدينوسين ثلاثي الفوسفات و 3-فوسفوجليسيرات. إنه جزيء 1،3-bisphosphoglycerate الذي يتلقى مجموعة الفوسفات من phosphoglycerate kinase.

8. طفرة الفوسفوجليسيرات

من التفاعل أعلاه تم الحصول على 3-فوسفوجليسيرات. الآن من الضروري إنتاج 2-فوسفوجليسيرات ، من خلال عمل إنزيم يسمى phosphoglycerate mutase. يقوم الأخير بنقل موضع الفوسفات من الكربون الثالث (C3) إلى الكربون الثاني (C2) ، وبالتالي يتم الحصول على الجزيء المتوقع.

9. إينولاس

إنزيم يسمى enolase مسؤول عن إزالة جزيء الماء من 2-phosphoglycerate. بهذه الطريقة يتم الحصول على سلائف حمض البيروفيك ونقترب من نهاية عملية تحلل السكر. هذه السلائف هي فسفوينول بيروفات.

10. بيروفات كيناز

في النهاية ، يحدث انتقال الفوسفور من الفوسفوينول بيروفات إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين. يحدث هذا التفاعل من خلال عمل إنزيم بيروفات كيناز ، ويسمح للجلوكوز بإنهاء التحول إلى حمض البيروفيك.

المراجع الببليوغرافية:

• توضح خطوات Glycolysis-10 الخطوات بخطوات مع رسم تخطيطي (2018). MicrobiologyInfo.com. تم الاسترجاع 26 سبتمبر ، 2018. متوفر في https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.