VISOKA MEDICINSKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U
ĆUPRIJI
Strukovni farmaceutski tehničar
SEMINARSKI RAD
iz FIZIOLOGIJE
TEMA:
METABOLIZAM
PROFESOR: STUDENT:
Marijana Čupić 960/VIII
1
Metabolizam ugljenih hidrata i
nastajanje adenozintrifosfata
Metabolizam ugljenih hidrata bavi se telesnim metabolizmom, {to
znači hemijskim procesima koji omogućavaju ćelijama da `ive.
Uloga velikog broja hemijskih reakcija u ćeliji jeste pretvaranje
energije iz hrane u oblik dostupan raznovrsnim ćelijskim fiziološkim
sistemima. Na primer, energija je neophodna za mišićnu aktivnost, sekreciju
žlezda, održavanje membranskog potencijala nervnih i mišićnih vlakana, za
sintezu materija u ćeliji, apsorpciju hrane iz gastrointestinalnog trakta i
mnoge druge funkcije.
Povezane reakcije
: Sve vrste hrane koje sadrže energiju - ugljeni
hidrati,masti, proteini - mogu se oksidovati u ćeliji i u tom procesu se osloba|
a velika količina energije.
Slobodna energija:
Količina energije koja se oslobodi kompletnom
oksidacijom hranljivih supstrata naziva se slobodna energija oksidisanih
hranljivih supstrata,
Uloga adenozintrifosfata u metabolizmu
:
Adenozintrifosfat (ATP) je labilna hemijska supstanca koja se nalazi
u svim ćelijama.
Iz formule se vidi da je ATP kombinacija adenina, riboze i tri fostatna
radikala. Poslednja dva fosfatna radikala su vezana za ostatak molekula tzv.
vezama visoke energije .
Posle gubitka jednog fosfatnog radikala, ATP postaje adenozindifosfat
(ADP) a posle gubitka drugog fosfatnog radikala, nastaje
adenozinmonofosfat (AMP).
Ukratko, ATP je posredničko jedinjenje sa posebnom sposobnošću da
ulazi u mnoge vezane reakcije – reakcije sa hranljivim supstratima iz kojih
se dobija energija i reakcije u mnogim fiziološkim mehanizmima kojima
obezbe|uje energiju za njihovo funkcionisanje. Iz tog razloga se ATP naziva
i energetskim novcem tela koji može stalno da se troši i obnavlja.
2
Fosforilacija glikoze:
Neposredno po ulasku u ćeliju. Glikoza se veže sa fosfatnim
radikalom u skladu sa sledećom reakccijom:
Glikoza glikokinaza ili heksokinaza glikozo-6-fosfat
+ ATP
Ovu fosforilaciju omogućava enzim glikokineza u jetri ili heksokinaza
u većini ostalih ćelija.
Fosforilacija glikoze je gotovo u potpunosti ireverzibilna reakcija,
osim u ćelijama jetre, bubrežnom tubularnom epitelu i intenstinalnom
epitelu u kojima se nalazi glikozo-fosfataza koja omogućava obrnutu
reakciju. Prema tome, u većini tkiva fosforilacija služi da zarobi glikozu u
ćeliji. To značI da zbog skoro trenutnog vezivanja sa fosfatom, glikoza više
neće difundovati nazad, osim u navedenim posebnim ćelijama , posebno
ćelijama jetre, koje imaju fosfatazu.
Glikogeneza:
Glikogeneza je proces formiranja glikogena, u nizu hemijskih reakcija
koje su sledeće: prvo glikozo-6-fosfat prelazi u glikozo-1- fosfat; on potom
prelazi u uridin-difosfat glikozu koja se zatim pretvara u glikogen. Nekoliko
specifičnih enzima je neophodno da bi se ove reakcije odigrale a očigledno
je da u te reakcije može ući svaki monosaharid koji se može pretvoriti u
glikozu. Neka manja jedinjenja , kao što su mlečna kiselina, glicerol,
pirogrožđana kiselina i neke deaminovane aminokiseline, mogu se takođe
pretvoriti u glikozu ili srodna jedinjenja, a potom u glikogen.
Glikogenoliza predstavlja cepanje glikogena u ćeliji do glikoze. Ta
glikoza se ponovo može koristiti kao energetski izvor. Glikogenoliza se ne
dešava obrnutim hemijskim reakcijama od odnih koje su dovele do sinteze
glikogena; umesto toga, molekuli glikoze se postepeno odvajaju na svakom
ogranku glikogenskog polimera procesom fosforilacije koji katalizuje enzim
fosforilaza.
U uslovima mirovanja, fosforilaza je u inaktivnom obliku, tako da se
glikogen može usklađivati ali se ne može pretvoriti opet u glikozu. Kada
postane neophodno da se glikoza ponovo stvori iz glikogena , u tom
slučaju , mora se prvo aktivirati fosforilaza. To se može desiti na više
načina, uključujući i dva navedena.
4
Glikoliza; formiranje pirogrožđane kiseline
Najvažniji način nastajanja energije iz molekula glikoze je glikoliza.
Zatim se završni proizvodi glikoze u najvećoj meri oksidišu da obezbede
energiju. Glikoliza znači cepanje molekula glikoze na dva molekula
pirogožđane kiseline. Svaka od ovih reakcija je katalizovana najmanje
jednim specifičnim proteinskim enzimom. Treba uočiti da se glikoza prvo
pretvara u fruktozo-1,6 fosfat koji se tada razgrađuje u dva molekula sa tri
atoma ugljenika, od kojih se svaki u pet uzastopnih reakcija pretvara u
pirogrožđanu kiselinu.
Pretvaranje pirogrožđane kiseline u acetil-koenzim A
Sledeći stadijum u razgradnji glikoze je:
(1) olakšani transport dva nastala molekula pirogrožđane kiseline u matriks
mitohondrija, a onda
(2) njihovo pretvaranje u dva molekula acetil-koenzima A (acetilen-ko-A)
prema sledećoj formuli:
O
║
2CH
3
– C – COOH + 2CoA – SH
→
(Pirogrožđana kiselina) (Koenzim – A)
O
║
2CH
3
– C – S – CoA + 2Co
2
+ 4H
(Acetil - Ko – A)
Iz ove reakcije se vidi da se oslobađaju 2 molekula ugljeni dioksida i
4 atoma vodonika , a preostali delovi od dva molekula pirogrožđane kiseline
sjedinjuju se sa koenzimom A,derivatom vitamina pantotenske kiseline, te
stvaraju dva molekula acetil-ko-A. U ovom procesu se ne stvara ATP, ali
kasnije, prilikom oksidacije 4 atoma vodonika nastaje do 6 molekula ATP.
Ciklus limunske kiseline
Sledeći stadijum u razgradnji glikoze zove se ciklus limunske kiseline
(ciklus trikarbonskih kiselina ili Krebsov ciklus). To je niz hemijskih
5
