Glikoliza uključuje biokatalitički kontroliranu razgradnju jednostavnih šećera kao što je D-glukoza kod ljudi i u gotovo svim višećelijskim organizmima. Proces razgradnje i pretvorbe glukoza do piruvat javlja se u deset uzastopna koraka, a može se provesti pod aerobnim i anaerobnim uvjetima i slično. Glikoliza se koristi za proizvodnju energije, i piruvat pruža početni prekursor za biokemijsku sintezu određenih tvari. Slom višeg reda ugljikohidrati (polisaharide) također prolazi glikolizu nakon što se razgradi na jednostavne šećere.
Što je glikoliza?
Glikoliza je središnji metabolički proces za razgradnju jednostavnih šećer D-glukoza a javlja se unutar stanica u citozolu, tekućem dijelu stanične plazme. Glikoliza je središnji metabolički proces za razgradnju jednostavnih šećer D-glukoza i odvija se unutar stanica u citozolu, tekućem dijelu stanične plazme. Proces razgradnje odvija se u 10 uzastopnih enzimski kontroliranih pojedinačnih koraka. Krajnji proizvodi ukupno uravnotežiti od glikolize po molekuli glukoze su 2 piruvat molekule, 2 ATP nukleotida i 2 NADH nukleotida. 10 pojedinačnih koraka može se podijeliti u dvije faze, fazu pripreme od koraka 1 do koraka 5 i fazu amortizacije od koraka 6 do 10. Faza pripreme je energetski negativna za metabolizam, tako da se energija mora dostavljati u obliku 2 ATP. Samo je faza amortizacije energetski pozitivna, što rezultira neto dobitkom energije u obliku 2 ATP nukleotida i 2 NADH nukleotida. U svakom od prva dva koraka glikolize, 2 fosfat skupine prenose se u glukozu, dobivenu iz 2 ATP nukleotida (adenozin trifosfat), koji se time pretvaraju u ADP nukleotide (adenozin difosfat). Iako je glikoliza do stvaranja piruvata neovisna o tome prevladavaju li oksični (aerobni) ili anoksični (anaerobni) uvjeti, daljnji metabolizam piruvata ovisi o tome je li kisik je dostupan ili ne. Međutim, strogo govoreći, daljnji procesi razgradnje i pretvorbe više nisu dio glikolize.
Funkcija i zadatak
Glikoliza je jedan od najvažnijih i najčešćih središnjih metaboličkih procesa koji se javljaju unutar stanice. Zadatak i funkcija glikolize je energetska i materijalna metabolizacija jednostavnog šećer D-glukoza. Nosač energije i opskrbljivač energijom u ovom procesu je ATP, koji se dobiva tijekom metabolizam energije opskrbom energijom i prijenosom a fosfat grupa u ADP nukleotid. Prednost putem ATP-a je u tome što se energija kratko vrijeme skladišti i ne gubi se odvođenjem topline. Uz to, ATP se može prevesti na kratke udaljenosti do mjesta na kojem je trenutno potrebna energija. Energetski pozitivna glikoliza dodatno osigurava stanicu piruvatom. Može se uvesti u ciklus citrata i daljnji dišni lanac pod "konzumacijom" kisik pod oksicnim uvjetima u mitohondriji stanica za daljnju proizvodnju energije ili se može koristiti kao polazni materijal za sintezu potrebnih tvari. U ciklusu citrata CO2 (ugljen dioksid) i H2O (voda) proizvode se kao glavni proizvodi razgradnje. Energija oslobođena tijekom procesa oksidacije koristi se u respiratornom lancu za fosforilaciju ADP u ATP i na taj se način skladišti kratko vrijeme. Potpuna razgradnja glukoze u voda i ugljen dioksida s dodatkom kisik je energetski produktivniji, ali ima nedostatak što se može odvijati samo u oksilnim uvjetima, tj. u uvjetima u kojima je molekularni kisik dostupan u dovoljnim količinama. Kada su skeletni mišići potrebni za visoku razinu, dostava kisika u mišićne stanice je prespora, tako da potrebnu energiju moraju crpiti iz glikolize. Sljedeća prednost glikolize leži u visokoj brzini procesa koja doseže višestruki stupanj konverzije unutar citratnog ciklusa.
Bolesti i tegobe
Glikoliza utjelovljuje jedan od najstarijih i najstabilnijih metaboličkih procesa živih organizama u evolucijskoj povijesti. Vjerojatno je da je glikoliza evoluirala kao jedan od osnovnih metaboličkih procesa već prije 3.5 milijarde godina, puno prije razvoja višećelijskih organizama, jer su svi živi organizmi sposobni za glikolizu i koriste je za proizvodnju energije. Postoji samo nekoliko poznati poremećaji ili bolesti koje su izričito uzročno povezane s poremećajem glikolize. Poremećaji u toku glikolize prvenstveno dovesti do ozbiljnih učinaka u minusu krv Stanice (eritrociti). Jer ne sadrže mitohondriji, ovise o opskrbi glikolizom energijom. Ako je opskrba energijom poremećena, dolazi do hemolize, tj. Membrane eritrociti rastvoriti i hemoglobin prelazi izravno u serum. Obično postoji manjak enzima piruvat kinaze, tako da je postupak glikolize prekinut. Drugi uzrok koji dovodi do sličnih simptoma može biti posljedica eritrociti sami, ako nemaju dovoljno potrebnog enzima KKR (izoenzim piruvat kinaze). Taruijeva bolest (Taruijeva bolest) jedna je od rijetkih bolesti koja uzrokuje izravni poremećaj u procesu glikolize. To je bolest skladištenja glikogena. Višak glukoze u krv Tijelo privremeno pretvara serum u polimerne šećere (glikogen), koji se kasnije pretvara natrag u glukozu kada je potrebno da se metabolizira (metabolizira) glikolizom. U slučaju Taruijeve bolesti, zbog nasljednog genetskog defekta, postoji nedostatak fosfofruktokinaze, enzima koji uzrokuje foforilaciju i pretvorbu glukoze u fruktoza-1,6-bifosfat (3. korak unutar glikolize). Nedostatak enzima uzrokuje prekid glikolize tako da koštani mišići nisu pravilno opskrbljeni energijom. Bolni grčevi mišića i hemolitički anemija, otapanje membrane crvene boje krv stanice, javljaju se.
