Milada Teplá
KUDCH, PřF UK v Praze
email: milada.tepla@natur.cuni.cz
Buňka - úvod
Nukleové kyseliny a proteosyntéza
Přírodní látky
Trávení
Metabolismus
Další informace
Základní vztahy mezi metabolismy jsou zjednodušeně znázorněny ve schématu na obr. 1.
Obr. 1: Vztahy mezi metabolismy.
ODBOURÁVÁNÍ SACHARIDŮ
Při odbourávání 1 molekuly glukosy na 2 molekuly pyruvátu vznikají v průběhu glykolýzy 2 molekuly ATP a 2 molekuly NADH. Pyruvát se může dále odbourávat buď aerobně nebo anaerobně:
1. Aerobní odbourávání pyruvátu: Pyruvát se může dále odbourávat aerobně na acetylkoenzym A za vzniku 1 molekuly NADH (ze dvou molekul pyruvátu vznikají 2 molekuly NADH). Vzniklý acetylkoenzym A vstupuje do citrátového cyklu, kde dále dochází ke vzniku 1 molekuly GTP (resp. ATP), 3 molekul NADH a jedné molekuly FADH2 (tj. ze dvou molekul acetylkoenzymu A vznikají 2 molekuly ATP, 6 molekul NADH a 2 molekuly FADH2).
2. Anaerobní odbourávání pyruvátu: Pyruvát se odbourává na laktát za současné spotřeby 1 molekuly NADH (tj. na 2 molekuly pyruvátu spotřebujeme 2 molekuly NADH).
ODBOURÁVÁNÍ TRIACYLGLYCEROLŮ
Odbourávání kyseliny palmitové: Při úplném rozštěpení jedné molekuly kyseliny palmitové vzniká 7 molekul FADH2, 7 molekul NADH a 8 molekul acetylkoenzymu A (tj. z 8 molekul acetylkoenzymu A se v citrátovém cyklu získá celkem 8 molekul ATP, 24 molekul NADH a 8 molekul FADH2). 2 molekuly ATP se spotřebují při vzniku acylkoenzymu A (aktivace mastných kyselin), neboť rozklad ATP až na AMP a anorganický fosfát odpovídá energii rozkladu dvou molekul ATP na dvě molekuly ADP.
Energie uvolněná při: | Zisk (počet molekul) | ||
ATP | NADH | FADH2 | |
úplné oxidaci jedné molekuly glukosy | 4 | 10 | 2 |
anaerobním odbourání jedné molekuly glukosy | 2 | 0 | 0 |
rozštěpení jedné molekuly kyseliny palmitové | 6 | 31 | 15 |
Z přehledu je patrné, že největší množství energie se uvolní při odbourávání triacylglycerolů (kyselina palmitová je obsažena v triacylglycerolech ve formě esteru s glycerolem). Nejmenší množství energie se uvolní při anaerobním odbourávání glukosy.
Triacylglyceroly i sacharidy jsou odbourávány na acetylkoenzym A, který může být oxidován v citrátovém cyklu a dýchacím řetězci na oxid uhličitý a vodu.K tomu dochází ale pouze za předpokladu, že buňka potřebuje energii (jinak řečeno, pokud organismus vykonává určitou práci). Pokud buňka nepotřebuje energii, má jí dostatek, může být acetylkoenzym A využit jako stavební jednotka pro syntézu mastných (karboxylových) kyselin.
Z toho plyne, že ze sacharidů, pokud jich má organismus nadbytek, mohou vznikat triacylglyceroly.
Obr. 2: Vztah mezi metabolismem sacharidů a triacylglycerolů.
Ve svalu, který potřebuje ATP, je glykogen rozkládán na glukosu, která se v průběhu glykolýzy přeměňuje na pyruvát.
Při nedostatku kyslíku (např. v intenzivně pracujícím svalu) a v buňkách postrádající mitochondrie (např. červené krvinky) pyruvát se odbourává především na laktát (následuje laktátový cyklus - Coriho cyklus).
Při hladovění dochází ve svalech k degradaci proteinů, pyruvát se odbourává především na alanin (následuje alaninový cyklus) při anaerobním odbourávání se však uvolňuje pouze malá část energie ve srovnání s aerobním odbouráváním pyruvátu na acetylkoenzym A.
Pochody - viz animace:
laktátový nebo alaninový cyklus?
Laktátový cyklus:
alaninový cyklus: