ما هو التحلل الغلوكوزي

ما هو التحلل الغلوكوزي:

تحلل السكر هو العملية التي يتم من خلالها تحويل جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات واثنين من أيونات الهيدروجين وجزيئين من الماء، ومن خلال هذه العملية يتم تصنيع الجزيئات “عالية الطاقة” من (ATP و NADH)، إذ تنتقل جزيئات البيروفات بعد ذلك إلى تفاعل الارتباط، حيث يتم إنتاج (acetyl-coA)، ثم ينتقل (Acetyl-coA) إلى دورة (TCA).

يمكن أن تدخل الركائز مسار تحلل السكر بثلاث طرق مختلفة والتي يشار إليها باسم “نقاط الدخول”، وهذه كالتالي:

• الجلوكوز الغذائي: حيث يتم امتصاص الجلوكوز مباشرة في مجرى الدم من الجهاز الهضمي ويدخل المسار.

• تحلل الجليكوجين إذ يتم تحرير الجلوكوز من مخازن الجليكوجين الكبدية ويدخل المسار.

• السكريات الأحادية الأخرى، حيث يدخل الجالاكتوز والفركتوز في مسار تحلل السكر على مستويات مختلفة عبر وسائط مشتركة.

كما لا يمكن تكسير الجليكوجين في العضلات الهيكلية بالكامل إلى جلوكوز، وهذا يعني أنه لا يمكنه مغادرة الخلية، ويمكن أن يتغذى فقط في تحلل السكر داخل خلايا العضلات الهيكلية المخزنة فيه.

انتقال الجلوكوز إلى الخلايا:

من أجل استخدام الخلايا للجلوكوز المنتشر يجب أن يمر من الفضاء خارج الخلية (مجرى الدم) إلى الفضاء داخل الخلايا، ناقلات مختلفة (GLUT 1-4) تنقل الجلوكوز إلى الخلايا، حيث لديهم حركيات وطرق تنظيم مختلفة تعتمد على الغرض من تحلل السكر في تلك الخلية.

مراحل تحلل السكر:

يمكن اعتبار تحلل السكر عملية من جزأين أولاً، يتم استهلاك الطاقة لتوليد مواد وسيطة ذات طاقة عالية، والتي تستمر بعد ذلك في إطلاق طاقتها خلال المرحلة الثانية.

• مرحلة الاستثمار في الطاقة إذ تتطلب جزيئين من (ATP) لإنتاج مواد وسيطة عالية الطاقة.

• مرحلة دفع الطاقة، حيث يتم استقلاب الوسيط مما ينتج عنه أربعة جزيئات(ATP) وجزيئين من (NADH).

يتم فسفرة الجلوكوز بواسطة هيكسوكيناز لتشكيل الجلوكوز 6 فوسفات (G6P)، وتحبس الشحنة السالبة (G6P) بشكل فعال في الخلية حيث لا يمكنها المرور عبر الغشاء، كما يستهلك هذا التفاعل جزيء (ATP)ولذا فهو تلقائي ولا رجوع فيه ينظمها منع المنتج؛ تركيزات أعلى من (G6P) تمنع هيكسوكيناز وتبطئ التفاعل، وفي الكبد يحفز الجلوكوكيناز أيضًا هذا التفاعل، إذ يحتوي على كيلومترات أعلى من هيكسوكيناز، وبالتالي يعمل بتركيزات أعلى من الجلوكوز في الدم، كما يمكن للجالاكتوز أن يدخل تحلل السكر هنا من خلال تحويله إلى(G6P)، عبر الجالاكتوز -1 الفوسفات والجلوكوز -1 الفوسفات.

في رد فعل2 يتم تحويل (G6P) إلى فركتوز -6 فوسفات بواسطة إيزوميراز الجلوكوز، وهذا يوفر نقطة دخول للفركتوز إلى تحلل السكر، ورد فعل3 يتم فسفرة الفركتوز 6-فوسفات بواسطة فسفوفركتوكيناز إلى فركتوز -1 ،6-بيسفوسفات، إذ ينتج عن هذا جزيء غير مستقر ينقسم تلقائيًا ليشكل جزيئين من 3 كربون ويستهلك الجزيء الثاني من(ATP)، وهذه خطوة تنظيمية رئيسية لتحلل السكر، حيث يتم تثبيطه بواسطة(ATP)وتنشيطه بواسطة (AMP).

علاوة على ذلك يعمل الجلوكاجون على تثبيط فسفوفركتوكيناز، بينما ينشط الأنسولين الإنزيم وهذا يضمن أنه عندما يكون هناك ارتفاع في نسبة الجلوكوز في الدم، وبالتالي ارتفاع الأنسولين المنتشر، تزداد سرعة تحلل السكر، وهذه أيضًا خطوة الالتزام بتحلل السكر، إذ بمجرد تكوين الفركتوز -1،6- بيسفوسفات، يجب أن يحدث تحلل السكر، حيث لا يمكن للجزيء أن يدخل مسارات التمثيل الغذائي الأخرى، ومن خلال التفاعل 4 اكتمل استهلاك الطاقة في “مرحلة الاستثمار” وتم استهلاك جزيئين من (ATP)، وهنا يتم تحويل الفركتوز-1،6-بيسفوسفات إلى اثنين من السكريات الثلاثية عن طريق الفركتوز-ثنائي فوسفات ألدولاز، وهي السكريات الثلاثي.

مفهوم التحلل الجلدي:

هو مسار حشوي يكسر الجلوكوز إلى مركبين من ثلاثة كربون ويولد الطاقة، حيث يتم حجز الجلوكوز عن طريق الفسفرة بمساعدة إنزيم هكسوكيناز، ويستخدم الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) في هذا التفاعل والمنتج الجلوكوز 6-P، يثبط هيكسوكيناز، ويحدث تحلل السكر في 10 خطوات، خمس منها في المرحلة التحضيرية وخمس في مرحلة السداد.

فسفوفركتوكيناز هو إنزيم يحد من المعدل، يتم إنشاء(ATP) عن طريق الفسفرة على مستوى الركيزة بواسطة مركبات عالية الطاقة، مثل 1،3-(bisphosphoglycerate ) و(phosphoenolpyruvate)، إذ يتم استخدام تحلل السكر من قبل جميع خلايا الجسم لتوليد الطاقة، والمنتج النهائي لتحلل السكر هو البيروفات في البيئات الهوائية واللاكتات في الظروف اللاهوائية، ويدخل البيروفات دورة كريبس لإنتاج مزيد من الطاقة.