גליקוליזה

1. גליקוליזה גלוקוז הוא הפחמימה העיקרית הנספגת מהמעי ומשמשת כדלק עיקרי לתאי הגוף ובעיקר למוח. הגליקוליזה הוא המסלול שכל התאים משתמשים בו, כדי לקבל חלק מהאנרגיה האצורה במולקולת הגלוקוז על ידי חימצון חלקי.

2. גליקוליזה – התחלת פירוק הגלוקוז.גלוקוניאוגנזה – תהליך הפוך הקורה בכבד (ובכליות ) – בנית גלוקוז. • חלק מהאנזימים משותפים לשני התהליכים- כי הם יכולים לפעול בשני הכיוונים. • חלק מהאנזימים ייחודיים לכל תהליך וחלקם מבוקרים מאוד כדי לגרום לתהליך לקרות בדרך אחת או בדרך השניה לפי הצורך.

3. הגליקוליזה הוא תהליך עתיק • זהו תהליך עתיק המתבצע בכל תאי הגוף , הצמחים והבקטריות. (בבקטריות התהליך נקרא תסיסה.) • התהליך מכין את המשך חמצון הפחמימות האירובי. (הדורש חמצן.) • זהו תהליך שאינו דורש חמצן,(אנאירובי) ומספק אנרגיה גם בעתות חרום כשאין אספקה מספקת של חמצן, לזמן קצר.למשל בלידה, רקמות היילוד מלבד המח מפסיקים לקבל חמצן ומסתפקים בתהליך הגליקוליזה עד שמתחדשת אספקת החמצן.

4. הגליקוליזה קורית בציטופלסמה • בתאי הגוף הגליקוליזה, המתרחשת בציטופלסמה, הוא תהליך המכין את המשך פירוק הפחמימות האירובי הנעשה במיטוכונדריה. • יש תאים חסרי מיטוכונדריה שבהם רק הגליקוליזה מתבצעת. לדוגמא:תאי דם אדומים. • כשאין מיטוכונדריה נוצרות מולקולות לקטט. • כשיש המשך פירוק במיטוכונדריה נוצרות מולקולות פירובט. הפירובט יפורק במיטוכונדריה לH2Oודו-תחמוצת הפחמן.

5. גליקוליזה - סיכום C6H12O6 +2NAD+ 2CH3-CO-COOH + 2NADH +2H+ גלוקוז פירובט 2ADP+Pi 2ATP

6. הגליקוליזה כוללת 10 ריאקציות בשלב הראשוני יש השקעה של שתי מולקולות ATP

7. בשלבים אלו נוצרות 4 מולקולות ATP וכן שתי מולקולות של NADH

8. גליקוליזה – שלבים ראשוניים

9. גליקוליזה – שלבים אחרונים

10. גליקוליזה - סיכום C6H12O6 +2NAD+ 2CH3-CO-COOH + 2NADH +2H+ גלוקוז פירובט 2ADP+Pi 2ATP

11. כשאין המשך חימצון במיטוכונדריה – פירובט הופך ללקטט על מנת למחזר את הNAD+

12. מולקולה מחומצנת מולקולה מחוזרת מולקולה מחוזרת מולקולה מחומצנת

13. ייצור לקטט • בזמן מאמץ השרירים מיצרים לקטט כיוון שאין אספקה מספקת של חמצן להמשך חימצון הפירובט בדרך אירובית. (עם חמצן). • הדבר דרוש לאספקת NAD+ לצורך הנעת הגליקוליזה. הפקת האנרגיה נעשית בדרך אנאירובית,(ללא חמצן)- עד למנוחה ולהמשך הפירוק האירובי. • הלקטט הנוצר ומצטבר בשריר גורם לירידה בpH. זה גורם לכיווץ שרירים ולאפיסת כוחות. • הלקטט העודף יכול להיות מוסע לכבד המשתמש בו לצורך בנית גלוקוז. (בתהליך הגלוקוניאוגנזה). • בזמן מנוחה הלקטט בשריר הופך חזרה לפירובט וממשיך בחימצון האירובי במיטוכונדריה.

14. גליקוליזה וגלוקוניאוגנזה הם תהליכים הפוכים. חלק מהריאקציות משותפות והפיכות וחלקן מבוצעות על ידי אנזימים שונים. הגליקוניאוגנזה מבוצעת בעיקר בכבד. גלוקוניאוגנזה דורשת השקעת אנרגיה רבה. שני התהליכים מבוקרים בהתאם לצרכי התאים.

15. מיטוכונדריה – בית החרושת לאנרגיהתהליך הנשימה התאית

16. פירובט הופך לאצטיל קו - Aבמטריקס של המיטוכונדריה אצטיל קו A הוא חומר מוצא לבנית כולסטרול, ח' שומן, טריגליצרידים ופוספוליפידים.

17. קו אנזים A ואצטיל קו A

18. גם תהליכי פירוק של ח' אמינו ושל ח' שומן יוצרות אצטיל –קו-A יצירת אצטיל – קוA

19. השלב השני המתרחש במיטוכונדריה- מעגל קרבס או מעגל החומצה הציטרית

20. 2 פחמנים במעגל קרבס נוצרות מולקולות קו אנזים NADH או FADHמחוזרות, ATP וCO2 6 פחמנים 4 פחמנים 5 פחמנים 4 פחמנים

22. מעגל קרבס מספק חומרי מוצא

23. הפקת האנרגיה בשרשרת הנשימה • בתהליך זה משתתף חמצן. זהו תהליך אירובי. • ישנם חלבונים ממברנליים היכולים לקלוט ולהעביר אלקטרונים מאחד לשני בשרשרת. רובם מכילים קבוצת הם. • נקראים גם ציטוכרומים בשל היותם צבעוניים. • חלבונים אלו מצויים בממברנה הפנימית של המיטוכונדריה.

24. לשם מה מועברים האלקטרונים? • הציטוכרומים מקבלים אלקטרונים מקואנזימים מחוזרים (FADH2,NADH) ומעבירים מאחד לשני ועד לחמצן. • החמצן מקבל אלקטרונים ופרוטונים והופך למים. • בצמוד לתהליך זה משתחררת אנרגיה ליצירת ATP. • FADH2,NADH מתחמצנים כך שיוכלו להמשיך לקבל אלקטרונים במעגל קרבס.

26. שרשרת מעבר האלקטרונים האנרגיה המשתחררת ממעבר האלקטרונים בשרשרת הנשימה עד לחמצן -קולט האלקטרונים הסופי, מנוצל לשם העברת פרוטונים מתוך המטריקס של המיטוכונדריה לחלל הבין ממברנלי בתהליך זה נוצרים מים והקואנזימים מתחמצנים חזרה

27. מעבר האלקטרונים משחרר אנרגיה ליצירת הבדלים בריכוזי הפרוטונים

28. יצירת ATP על ידי ATP סינטז יצירת הATP בקומפלכס ATP סינטז הוא תוצאה של מעבר זרם הפרוטונים חזרה לתוך המטריקס (כמו טורבינה המופעלת על ידי מפל המים.)

29. יצירת הATP על ידי הקומפלכס ATP סינטז – בתהליך מצומד • יצירת הATP בממברנת המיטוכונדריה נקרא תהליך מצומד.(coupled). • תהליך זה מצומד לתהליכי מעגל קרבס ולשרשרת העברת האלקטרונים בממברנה הפנימית במיטוכונדריה (שרשרת הנשימה) מכיון שבמעגל קרבס מיוצרים הקואנזימים המחוזרים FADH2 ,NADH+H+, שהם התורמים הראשונים של אלקטרונים לשרשרת הנשימה. • קואנזימים אלו מחומצנים בעקבות מסירת האלקטרונים (חזרה לFAD, NAD+) ויכולים שוב לקבל אלקטרונים ופרוטונים בתהליכי החימצון של מעגל קרבס.

30. מעבר האלקטרונים בשרשרת הנשימה גורמת ליצירת הבדלי הריכוז של הפרוטונים בין המטריקס והחלל הבין ממברנלי. • יצירת הATP הוא תוצאה של מעבר חזרה של זרם פרוטונים דרך הקומפלכס ATP סינטז, מכיוון החלל הבין ממברנלי של המיטוכונדריה למטריקס. האנרגיה מנוצלת לבנית ATP. • גם NADH+H+ הנוצר בגליקוליזה מועבר לתוך המיטוכונדריה ויכול למסור את האלקטרונים שלו לשרשרת הנשימה . • http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=_PgjsfY71AM קישור לסרטון חמוד המסכם את מעבר האלקטרונים וייצור הATP

31. הרווח האנרגטי הסופי מחימצון מולקולה של גלוקוז