يجب تفكيك الكربوهيدرات، سواء تم تصنيعها بواسطة كائنات التمثيل الضوئي، أو تخزينها في الخلايا كجليكوجين، أو تناولها بواسطة كائنات غيرية التغذية، للحصول على الطاقة اللازمة لأنشطة الخلية وكذلك لتخليق الجزيئات الأخرى التي تتطلبها الخلية، أما النشا والجليكوجين وبوليمرات الجلوكوز، فهي أشكال تخزين الطاقة الرئيسية للكربوهيدرات في النباتات والحيوانات، على التوالي.
ما هو تحلل السكر
يجب على الخلايا أولاً تفكيك البوليمرات لإنتاج الجلوكوز، ومن ثم تمتص الخلايا الجلوكوز من خلال ناقلات في أغشية الخلايا، ويبدأ استقلاب الجلوكوز، بالإضافة إلى ستة سكريات كربون أخرى (سداسية) بالمسار التقويضي المسمى تحلل الجلوكوز، وفي هذا المسار، تتأكسد السكريات وتنقسم إلى جزيئات البيروفات.
يُطلق على المسار الابتنائي المقابل الذي يتم من خلاله تصنيع الجلوكوز اسم استحداث السكر، ولا يعتبر تحلل السكر أو استحداث السكر عملية مؤكسدة/ مختزلة كبيرة، مع وجود خطوة واحدة في كل خطوة تنطوي على فقد / اكتساب الإلكترونات، ولكن ناتج تحلل السكر، البيروفات، يمكن أن يتأكسد تمامًا إلى ثاني أكسيد الكربون، وفي الواقع بدون إنتاج البيروفات من الجلوكوز في تحلل السكر، لن يكون مصدر طاقة رئيسي للخلية متاحًا.
هدم السكريات
الجلوكوز هو الهكسوز الأكثر وفرة في الطبيعة ويستخدم تقليديا لتوضيح تفاعلات تحلل السكر، ولكن الفركتوز (في شكل فركتوز 6 فوسفات) يتم استقلابه بسهولة، في حين يمكن تحويل الجالاكتوز بسهولة إلى جلوكوز من أجل الهدم في المسار، وكذلك، المنتجات الأيضية النهائية لتحلل السكر هي جزيئين من ATP وجزيئين من NADH وجزيئين من البيروفات، والتي بدورها يمكن أن تتأكسد بشكل أكبر في دورة حمض الستريك.
السكريات الأخرى
على الرغم من أن تحلل السكر هو مسار يركز على استقلاب الجلوكوز والفركتوز، فإن حقيقة أن السكريات الأخرى يمكن استقلابها بسهولة إلى جلوكوز تعني أنه يمكن استخدام تحلل السكر لاستخراج الطاقة منها أيضًا، والجالاكتوز هو مثال جيد، ويتم إنتاجه بشكل شائع في الجسم نتيجة التحلل المائي للاكتوز، المحفز بواسطة الإنزيم المعروف باسم اللاكتاز، ونقص اللاكتاز هو سبب عدم تحمل اللاكتوز.
يبدأ الجالاكتوز في التحضير للدخول إلى تحلل السكر عن طريق تحويله إلى الجالاكتوز -1 الفوسفات (محفز بواسطة الجالاكتوكيناز) مقايضات (Galactose-1-phosphate) مع الجلوكوز -1 فوسفات من (UDP-glucose لصنع UDP-galactose)، ويقوم (epimerase بتحويل UDPgalactose) مرة أخرى إلى (UDP-glucose) وتكتمل الدورة، وبالتالي فإن كل دورة من الدورة تأخذ جالاكتوز -1 فوسفات واحد وتطلق جلوكوز -1 فوسفات.
كما يتم فسفرة الغليسير الدهيد بواسطة ثلاثي كيناز ينتج GLYAL3P، وقد يكون لهذا الإدخال البديل للفركتوز آثار مهمة لأن (DHAP وGLYAL3P) يتم إدخالهما في مسار تحلل السكر مع تجاوز تنظيم PFK-1، وقد اقترح البعض أن هذا قد يكون مهمًا عند التفكير في عملية التمثيل الغذائي لشراب الذرة عالي الفركتوز، لأنه يفرض إنتاج البيروفات، وهو مقدمة لأسيتيل CoA، والذي يعد في حد ذاته مقدمة للأحماض الدهنية عندما تكون مستويات.
يمكن القول بأن جميع إنزيمات تحلل السكر وتسعة من الأحد عشر إنزيمًا لتكوين السكر موجودة في السيتوبلازم، ومما يستلزم وسيلة منسقة للسيطرة عليها.
