Metabolizam

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.

Centralana uloga glukoze u metabolizmu ugljenih hidrata:

Završni proizvodi metabolizma ugljenih hidrata u digestivnom traktu skoro isključivo glikoza, fruktoza i galaktoza – a sama glikoza čini u proseku oko 80% tih proizvoda. Posle apsorpcije iz digestivnog trakta, veliki deo fruktoze i gotovo sva galaktoza se vrlo brzo pretvaraju u jetri u glikozu. Zato se vrlo mala količina fruktoze i galaktoze može naći u cirkulišućoj krvi. Glikoza je, tako, konačni zajednički oblik kojim se svi ugljeni hidrati prenose do tkivnih ćelija.
U ćelijama jetre odgovarajući enzimi pomažu da jedan monosaharid pređe u drugi. Nadalje, dinamika ovih reakcija je takva da u momentu kada jetra otpusti monosaharide nazad u krvotok, konačni proizvod je gotovo u potpunosti glikoza.
Konačno, još jednom da se naglasi, više od 95% svih monosaharida koji cirkulišu u krvi pripada konačnom proizvodu konverzije, glikozi.

Transport glikoze kroz ćelijsku membranu:

Glikoza postaje upotrebljiva za ćelije tek kada se prenese kroz ćelijsku membranu u citoplazmu. Glikoza dosta lako ulazi u ćelije mehanizmom olakšane difuzije. U osnovi, principi ovog tipa transporta su sledeći : u lipidnom matriksu ćelijske membrane nalazi se veliki broj proteinskih nosača, koji već u glikozu.
Glikoza se prenosi mehanizmom aktivnog Na- glikoza kotransporta, gde aktivni transport natrijuma obezbeđuje energiju za apsorpciju glikoze protiv razlike u koncentraciji.

Uloga insulina u stimulaciji olakšane difuzije glikoze:

Brzina transporta glikoze i nekih drugih monosaharida se veoma povećava dejstvom insulina. Kada pankreas izluči veliku količinu insulina, tansport glikoze u većinu ćelija poraste do puta i više u odnosu na transport kada se on uopšte ne luči. U stvari, količina glikoze koja difunduje u unutrašnjost većine ćelija u telu, sa izuzetkom jetre i mozga, bez prisustva insulina je znatno ispod potreba normalnog energetskog metabolizma.

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: