Акушерство Анатомия Анестезиология Вакцинопрофилактика Валеология Ветеринария Гигиена Заболевания Иммунология Кардиология Неврология Нефрология Онкология Оториноларингология Офтальмология Паразитология Педиатрия Первая помощь Психиатрия Пульмонология Реанимация Ревматология Стоматология Терапия Токсикология Травматология Урология Фармакология Фармацевтика Физиотерапия Фтизиатрия Хирургия Эндокринология Эпидемиология

Аэробное окисление глюкозы

Прочитайте:

В аэробных условиях (в присутствии кислорода) реакции гликолиза составляет начальную фазу расщипления углеводов, связанную дальше с другим важным циклом- циклом лимонной кислоты (или его называют цикл трикарбоновых кислот, или цикл Кребса). В этом случае гликолиз останавливается на стАДНи образования пирувата, который затем путем окислительного декарбоксилирования превращается в ацетил- КоА, а ацетил-КоА, вступая в цикл Кребса, окисляется до СО₂и Н₂О. Образующиеся в ходе цикла Кребса и в ходе окислительного декарбоксилирования восстановленные формы НАДН и ФАДН₂поступают в дыхательную цепь, где энергия, образующаяся при переносе с них Н⁺ и е- на О₂ может быть использована, в ходе окислительного фосфорилирования, для синтеза АТФ. Легко рассчитать энергетический эффект этого процесса. На стАДНи образования пирувата из глюкозы образуются 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДН₂. На стАДНи образования ацетил-КоА из пирувата (в ходе окислительного декарбоксилирования пирувата) образуется 2НАДН₂ (т.к. из глюкозы получается 2 молекулы пирувата). В ходе цикла Кребса образуется 1 моль ГТФ (=АТФ), 3 молекулы НАДН₂и 1 молекула ФАДН₂ (все это умножает на 2, т. к. в цикл Кребса вступает 2 молекулы ацетил-КоА). Итого получается 2 молекулы АТФ + 2 молекулы ГТФ (=АТФ) + 10 молекул (2+2+6) НАДН и 2 моле-кулы ФАДН₂. Одна НАДН при окислении в дыхательной цепи может дать энергию достаточную для синтеза 3-х АТФ, следовательно, 10 НАДН₂дадут 30 АТФ. Молекула ФАДН₂, окисляясь в дыхательной цепи, может дать энергию, достаточную для синтеза 2 АТФ, а 2ФАДН₂=4АТФ. Итого, получается 38 молекул АТФ. Всего при окислении одной молекулы глюкозы выделяется около 600 ккал. При аэробном окислении глюкозы, как мы подсчитали, образуется 38 молекул АТФ. АТФ, как известно, при гидролизе до АДФ дает = 10 ккал, т.е. всего на синтез АТФ при аэробном окислении затрачивается 380 ккал, что составляет около 60%,т.е. КПД аэробного окисления =60%, в то время, как КПД гликолиза составляет около 3 % (всего 2 молекулы АТФ).

Гликолиз протекает в цитозоле. Мы уже говорили о том, что ПВК относительно легко проходит через мембраны (когда говорим о судьбе лактата). Так и происходит, ведь все последующие этапы окисления глюкозы проходят в митохондриях. На начальных этапах окисления глюкозы (а они проходят в цитозоле) для окислительного фосфорилирования 3-фосфоглицеринового альдегида необходима окисленная форма НАД⁺. В ходе гликолиза она получается при восстановлении ПВК в лактат.При аэробном окислении глюкозы первый этап заканчивается образованием ПВК, которая через мембрану поступает внутрь митохондрий, подвергается окислительному декарбоксилированию, далее- цикл Кребса и дыхательная цепь. Можно было бы НАДН, образующуюся при фосфорилировании 3-фосфоглицеринового альдегида (т.к. мы не можем ее окислить с помощью ЛДГ- реакции до НАД+), отправить в митохондрии, там в дыхаательной цепи окислить до НАД⁺ и использовать для фосфорилирования 3-фосфоглицеринового альдегида. Но,оказалось, что НАДН и НАД⁺ не проходят через мембраны. Здесь действуют челночные механизмы: за счет НАДН образуется какая-то восстановленная форма вещества, которая проходит через мембраны, внутрь митохондрий, а окисленная форма возвращается в цитозоль, т.е. это вещество является, по сути, проводником протонов (переносчиком). При этом НАДН Окисляется до НАД⁺, что и требовалось. Так работает глицерофосфатный челночный механизм:

СН₂ОРО₃Н₂ СН₂ОРО₃Н₂

НАДН₂ НАД⁺