Metabolismus sacharidů

sacharidy jsou nejdůležitějším zdrojem energie buňky
autotrofní organismy si syntetizují sacharidy sami skrz fotosyntézu
heterotrofní organismy získávají sacharidy v potravě
- člověk přímá primárně polysacharidy](/notes/research/chemistry/biochemistry/descriptive-biochemistry/polysaccharides) a [disacharid sacharosu
  - větší sacharidy se hydrolyticky štěpí účinkem enzymů na monosacharidy, které se vstřebávají do krve
  - některé polysacharidy není člověk schopen zpracovat
metabolicky nejvýznamnější je D-glukosa
- je to zdroj enerige a klíčový meziprodukt jiných metabolických reakcí a biosyntéz
- v rostlinách se ukládá ve formě škrobu
- v tělech živočichů se ukládá ve formě glykogenu

Anaerobní odbourávání sacharidů (glykolýza)

První fáze

glykoláza začína fosforylací glukosy na D-glukosa-6-fosfát
po fosforylaci dochází k izomerizaci na D-fruktosa-6-fosfát
poté dochází ke druhé fosforylaci na D-fruktosa-1,6-bisfosfát
na celou fosforylaci se spotřebují 2 molekuly ATP
fosforylovaná fruktosa se potom rozpadá na dvě trosafosfáty
- dihydroxyacetonfosfát a D-glyceraldehyd-3-fosfát
- oba jsou v ekvilibriu

první částí je oxidace D-glyceraldehyd-3-fosfátu
- v průběhu dochází k dehydrogenaci pomocí NAD za vzniku NADH
- zároveň dochází k fosforylaci molekuly anorgnanickým fosfátem
  - vzniká kyselina 1,3-bisfosfoglycerová
  - vzniká makroergická vazba reakcí koenzymu s $-SH$ skupinou
    - energie vazby se využije na vznik molekuly ATP
    - vzniká kyselina 3-fosfoglycerová
vzniklá kyselina 3-fosfoglycerová odštěpí fosfát za vzniku další molekuly ATP a mění se na kyselinu pyrohroznovou
poslední reakcí je přeměna na kyselinu mléčnou redukcí koenzymem NADH vzniklého dříve v proscesu
celková bilance jsou 2 molekuly ATP na jednu molekulu glukosy

pyruvát vzniklý při glykolýze v lidském těle podléhá redukci
mléčné kvašení probíhá u četné skupiny mikroorganismů a u vyšších organismů při vývinu aktivity
- u svalů hovoříme o svalové glykolýze
  - u svalů nestačí krev donášet dostatek kyslíku
vzniklý laktát se hromadí v buňce
- jeho nadbytek způsobuje acidosu a tím poruchu acidobazické rovnováhy
- nadbytek způsobuje bolest, ztížené dýchání nebo bolest hlavy
- po ukončení námahy se část laktátu přetvoří zpět na pyruvát a zbytek je odveden krví do jater, kde se použije k syntéze glukózy

v buňkách kvasinek probíhá glykolýza stejně jako při glykolýze
kyselina pyrohroznová se ale dekarboxyluje na acetaldehyd a poté redukuje na ethanol
- při tom se stejně jako při glykolýze reoxiduje NADH
  
  Metabolismus kyseliny pyrohroznové při alkoholovém kvašení
energetická bilance je stejná

probíhá stejně jako glykolýza, ovšem proces končí na kyselině pyrohroznové
redukovaný NADH se reoxiduje v dýchacím řetězci
kyselina pyrohroznová se potom metabolizuje různě
- nejvýznamnější je oxidační dekarboxylace a přeměna na acetylkoenzym A
  - vzniká také další molekula NADH
    
    Přeměna kyseliny pyrohroznové na acetylkoenzym A
acetylkoenzym A se dále oxiduje v citrátovém cyklu
- redukované koenzymy přechází do dýchacího řetězce
energetická bilance je celkem 38 molekul ATP
- jedna triosa:
  - 1 ATP při substrátové fosforylaci
  - 3 ATP na NADH v dýchacím řetězci za oxidaci triosy
  - 3 ATP na NADH v dýchacím řetězci za oxidační dekarboxylaci kyselny pyrohroznové
  - 12 ATP na $CoA$ v citrátovém cyklu
- na jednu molekulu glukosy vznikají 2 molekuly triosy

je to sled reakcí, který vede k uvolnění glukosy z glykogenu
reakce je katalyzována enzymem fosforylasou
- krom katalýzy mění glukosu rovnou na formu D-glukosa-1-fosfátu bez dodání energie
- vaužívá se energie štěpení glykosidové vazby v polysacharidu
- donorem fosfátu je anorganický fosfát
proces dál pokračuje jako aérobní odbourávání
energetická bilance je 39 molekul ATP na glukosovou jednotku
- 1 molekula se nespotřebovala na první fosforylaci glukźy
rozhodujícím faktorem metabolismu glykogenu je koncentrace glukosy v krvi
- zvyšují ji hormony adrenalin a glukagon
- snižuje ji hromon insulin