Glikoliza je pomemben biokemijski proces.

Glikoliza je glavni proces katabolizma različnih ogljikovih hidratov za mnoge žive organizme. Omogoča pridobivanje energije v obliki molekul ATP v tistih celicah, kjer se fotosinteza ne pojavi. Anaerobna glikoliza se pojavi v prisotnosti ali odsotnosti kisika.

Posebnosti procesa

Številne študije o kemijski naravi tega procesa so pokazale, da obstajajo podobnosti v začetnih fazah fermentacije in dihanja. Zaradi tega odkritja so znanstveniki razložili enotnost v živem svetu. Anaerobna glikoliza se pojavi po prehodu cikla trikarboksilne kisline in se konča prenos prostih elektronov. Piruvat vstopi v mitohondrije, oksidira v ogljikov dioksid. To vodi do sproščanja proste energije iz heksoze. Encimi, ki pospešujejo glikolitične reakcije v mnogih celicah, so v topni obliki v citosolu. V mitohondrijskih membranah so koncentrirane pospeševalci procesa oksidacije heksozov, ki se pojavljajo v prisotnosti kisika.

Za delitev molekule ogljikovih hidratov, ki vsebuje šest atomov ogljika v dve molekuli, je potrebnih deset aktivnih encimov. Raziskovalci so jih lahko izolirali v čisti obliki, da bi preučili njihove fizikalne in kemijske lastnosti.

Koraki procesa

Proces glikolize se pojavi v celicah živih organizmov. Spremlja ga tvorba piruvične kisline, ki je sestavljena iz več stopenj. Za propadanje dihal morate aktivirati glukozo. Podoben proces se pojavi med fosforilacijo ogljikovega atoma med interakcijo z ATP.

glukoza + ATP = glukoza-6-fosfat + ADP

Za izvedbo te kemijske interakcije se uporabljajo magnezijevi kationi in heksokinaza (encim). Sledi izomerizacija reakcijskega produkta v fruktozo-6-fosfat. Kot katalizator uporabljamo encim fosfoglukoizomerazo.

Za glikolizo glukoze je značilna še ena faza, v kateri je vključen ATP. Pridruži se fosforna kislina pride do prvega ogljikovega atoma v fruktozi. Naslednje faze glikolize so povezane z izločitvijo pridobljenega fruktoza-1,6-difosfata v triozo, nastajanje PHA (3-fosfogliceraldehida).

Glikoliza je večstopenjski proces, povezan s sproščanjem energije. Pri delitvi ene molekule glukoze dobimo dve PHA molekuli, ki se ponavljata.

Glikoliza je proces, ki ga povzamemo z enačbo:

C6H12O6 + 2ATF + 2NAD + 2Fn + 4ADF → 2PVK 2NADH + 2H + + 4ATF + 2ADF

Regulacija glikolize

Glikoliza je pomemben proces za živi organizem. Njen namen je izvajanje dveh funkcij:

• Tvorba ATP pri delitvi heksoznih molekul;
• transport gradnikov za kasnejši postopek sinteze.

Regulacija tega procesa je namenjena popolnemu zadovoljevanju teh potreb žive celice. Reakcije, pri katerih encimi delujejo kot katalizatorji, so nepovratni.

Fosforfruktokinaza je še posebej pomembna pri izvajanju regulatorne funkcije. Ta encim opravlja regulativno funkcijo, ki je značilna za hitrost procesa.

Fiziološki pomen

Glikolizo lahko obravnavamo kot univerzalni način katabolizma glukoze. Aktivno ga uporabljajo pro- in evkariotski organizmi. Encimi, ki so katalizatorji za glikolizo, raztopljeni v vodi, se kopičijo v citosolu. Nekatere celice in tkiva živali lahko heksozo katabolizirajo le z glikolizo. Na primer, celice ledvičnih kanalov, nevroni možganov imajo podobne sposobnosti.

Pri maščobnem tkivu in jetrih obstajajo nekatere razlike v fiziološki vlogi glikolize. Med prebavo v maščobnem tkivu in v jetrih je ta proces vir substratov, ki se uporabljajo pri sintezi maščob.

Del rastlinskih tkiv shranjujte škrob v gomoljih. Vodne rastline prejmejo energijo preko glikolize.

V anaerobnih pogojih se piruvat pretvori v etanol in laktat. Proces spremlja sproščanje velikih količin energije.

Glikoliza ima pomemben fiziološki pomen v adipocitih. Z njegovo pomočjo se namesto oksidacijskega procesa pojavi lipogeneza, ki omogoča zmanjšanje oksidativnega stresa.

Medicinska vrednost

Pri kopičenju laktata, ki nastane v anaerobnih pogojih, se v krvi razvije laktacidoza. Povzroča zmanjšanje reakcije krvnega medija, kar spremljajo ostre motnje v celičnem metabolizmu. Podoben proces se pojavi med patološkimi procesi, povezanimi s slabšo oskrbo tkiva s kisikom. Na primer pri miokardnem infarktu, krvavitvah, pljučni emboliji. Ta proces povzroča sladkorna bolezen, kjer se namesto aerobne glikolize odvija anaerobni proces.

Glede na to, da je insulin pospeševalnik glikolize, se pri prvi vrsti sladkorne bolezni glikoliza upočasni. Zato tista zdravila, ki stimulirajo encime, ki se uporabljajo za ta proces, opravljajo funkcijo zdravljenja bolezni.

Zaključek

Glikoliza je proces, ki je potreben za pravilno delovanje organizmov. Pri raku se poraba glukoze poveča za desetkrat, tako da je viabilnost tumorskih celic odvisna od glikolize.

Po podrobni študiji značilnosti poteka tega procesa so znanstveniki lahko uporabljali glikolizo, ne le za napajanje celic, ampak tudi za zdravljenje določenih bolezni.