शर्करा

रासायनिक दृष्टिकोण से, ग्लूकोज एक छह-कार्बन चीनी है और इसलिए हेक्सोस की श्रेणी में आता है।

फ़ीड में मौजूद अधिकांश जटिल शर्करा को क्लीवेज किया जाता है और ग्लूकोज और अन्य सरल कार्बोहाइड्रेट को कम किया जाता है।

वास्तव में, ग्लूकोज सुक्रोज, माल्टोस, सेल्यूलोज, स्टार्च और ग्लाइकोजन सहित कई कार्बोहाइड्रेट के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है।

लिवर अन्य सरल शर्करा जैसे फ्रुक्टोज को ग्लूकोज में परिवर्तित करने में सक्षम है।

ग्लूकोज से शुरू करना जीव के अस्तित्व के लिए आवश्यक सभी कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करना संभव है।

रक्त और ऊतकों में ग्लूकोज का स्तर कुछ हार्मोन (इंसुलिन और ग्लूकागन) द्वारा ठीक से विनियमित होता है; अतिरिक्त ग्लूकोज कुछ ऊतकों में जमा होता है, मांसपेशियों सहित, ग्लाइकोजन के रूप में।

गहराई से:

• भोजन के रूप में ग्लूकोज (डेक्सट्रोज़)
• रक्त शर्करा (रक्त शर्करा)
• मूत्र में ग्लूकोज (ग्लाइकोसुरिया)
• ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर ग्लूट
• परिवर्तित ग्लूकोज सहिष्णुता
• ओजीटीटी ग्लूकोज मौखिक ग्लूकोज परीक्षण
• एलनिन ग्लूकोज चक्र
• ग्लूकोज सिरप

ग्लाइकोलाइसिस

महत्वपूर्ण सेलुलर चयापचय पथ, सरल अणुओं में ग्लूकोज के रूपांतरण और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में ऊर्जा के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है।

ग्लाइकोलाइसिस एक रासायनिक प्रक्रिया है जिसके तहत एक ग्लूकोज अणु दो पाइरुविक एसिड अणुओं में विभाजित होता है; यह प्रतिक्रिया 2 एटीपी अणुओं में संग्रहीत ऊर्जा के उत्पादन की ओर ले जाती है।

ग्लाइकोलाइसिस की उपस्थिति और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में दोनों होने में सक्षम होने की विशिष्टता है, भले ही, दूसरे मामले में, कम ऊर्जा उत्पन्न होती है

• एरोबिक स्थितियों के तहत, पाइरुविक एसिड अणु क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर सकते हैं और उन प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजर सकते हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के लिए उनके पूर्ण क्षरण का निर्धारण करते हैं।
• हालांकि, एनारोबिक स्थितियों में, किण्वन प्रक्रिया के माध्यम से पाइरुविक एसिड के अणुओं को अन्य कार्बनिक यौगिकों, जैसे लैक्टिक एसिड या एसिटिक एसिड, में अपमानित किया जाता है।

ग्लाइकोलाइसिस के चरण

ग्लाइकोलाइसिस प्रक्रिया की विशेषता रखने वाली मुख्य घटनाएं हैं:

ग्लूकोज फास्फोरिलीकरण: दो फॉस्फेट समूहों को ग्लूकोज अणु में जोड़ा जाता है, दो एटीपी अणुओं द्वारा आपूर्ति की जाती है जो बदले में एडीपी बन जाते हैं। इस प्रकार ग्लूकोज 1, 6-डाइफॉस्फेट बनता है;

फ्रुक्टोज 1, 6-डाइफॉस्फेट में परिवर्तन : 1, 6-डिपॉस्फेट ग्लूकोज फ्रुक्टोज 1, 6-डाइफॉस्फेट में बदल जाता है, छह कार्बन परमाणुओं के साथ एक मध्यवर्ती यौगिक, जो बदले में दो सरल यौगिकों में विभाजित होता है, प्रत्येक युक्त तीन कार्बन परमाणु: डिहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट। डायहाइड्रॉक्सीसेटोन फॉस्फेट को 3-फॉस्फेट ग्लिसराल्डिहाइड अणु में परिवर्तित किया जाता है;

पाइरुविक एसिड का निर्माण : तीन कार्बन परमाणुओं वाले दो यौगिकों को 1, 3-डिपोफॉस्फोग्लिसरेट एसिड में बदल दिया जाता है; फ़ॉस्फ़ोग्लाइसेरेट में; फ़ॉस्फ़ोनीओलीप्रुवेट में; अंत में, पाइरूविक एसिड के दो अणुओं में।

इन प्रतिक्रियाओं के दौरान एटीपी के चार अणु और एनएडीएच के 2 अणु संश्लेषित होते हैं।

स्थिति का आकलन

ग्लूकोज अणु से शुरू होने वाला ग्लाइकोलाइसिस प्राप्त करने की अनुमति देता है:

1. 2 एटीपी अणुओं का शुद्ध उत्पादन
2. एक यौगिक के 2 अणुओं का गठन, एनएडीएच (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड), जो एक ऊर्जा ट्रांसपोर्टर के रूप में कार्य करता है।

ग्लाइकोलाइसिस का महत्व

जीवित प्राणियों में, ग्लाइकोलाइसिस ऊर्जा उत्पादन के चयापचय पथ का पहला चरण है; यह ग्लूकोज और अन्य सरल शर्करा, जैसे फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज के उपयोग की अनुमति देता है। मनुष्यों में, कुछ ऊतक, जो आमतौर पर ऑक्सीजन की कमी की विशेष परिस्थितियों में एक एरोबिक चयापचय करते हैं, में ग्लाइकोलाइसिस एनारोबिया के लिए ऊर्जा प्राप्त करने की क्षमता होती है। यह होता है, उदाहरण के लिए, धारीदार मांसपेशी ऊतक में तीव्र और लंबे समय तक शारीरिक परिश्रम के अधीन। इस तरह ऊर्जा उत्पादन प्रणाली का लचीलापन, जो विभिन्न रासायनिक तरीकों का पालन कर सकता है, शरीर को अपनी आवश्यकताओं को पूरा करने की अनुमति देता है। हालांकि, सभी ऊतक ऑक्सीजन की अनुपस्थिति का सामना नहीं कर सकते हैं; उदाहरण के लिए, कार्डियक पेशी में ग्लाइकोलाइसिस करने की क्षमता कम होती है, इसलिए एनारोबियोसिस की स्थिति को सहन करना अधिक कठिन होता है।

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ग्लाइकोलाइसिस एनारोबिया

एनारोबायोसिस (ऑक्सीजन की कमी) की स्थितियों में पाइरूवेट एटीपी के रूप में ऊर्जा की रिहाई के साथ लैक्टिक एसिड के दो अणुओं में बदल जाता है।

यह प्रक्रिया, जो एटीपी के 2 अणुओं का उत्पादन करती है, 1 या 2 मिनट से अधिक नहीं रह सकती क्योंकि लैक्टिक एसिड के संचय से थकान की अनुभूति होती है और मांसपेशियों में संकुचन में बाधा उत्पन्न होती है।

ऑक्सीजन की उपस्थिति में, जो लैक्टिक एसिड बनता है, वह पाइरुविक एसिड में बदल जाता है, जिसे बाद में क्रेब्स चक्र के लिए धन्यवाद दिया जाएगा।

क्रेब्स चक्र

सेल्युलर श्वसन की प्रक्रिया के दौरान कोशिका के अंदर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं का समूह। ये प्रतिक्रियाएं ग्लाइकोलिसिस से आने वाले अणुओं के कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार हैं। सात एंजाइमों के पक्ष में होने वाली इस प्रक्रिया को ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड या साइट्रिक एसिड का एक चक्र भी कहा जाता है। क्रेब्स चक्र सभी जानवरों, उच्च पौधों और अधिकांश जीवाणुओं में सक्रिय है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में चक्र एक कोशिकीय अंग में होता है जिसे माइटोकॉन्ड्रियन कहते हैं। इस चक्र की खोज का श्रेय ब्रिटिश जैव रसायनविद हंस एडोल्फ क्रेब्स को दिया जाता है, जिन्होंने 1937 में इसके मुख्य मार्ग का वर्णन किया था।

मुख्य प्रतिक्रियाएँ

ग्लाइकोलाइसिस के अंत में दो पाइरूवेट अणु बनते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करते हैं और एसिटाइल समूहों में बदल जाते हैं। प्रत्येक एसिटाइल समूह, जिसमें दो कार्बन परमाणु होते हैं, एक कोएंजाइम को बांधता है, एसिटाइलचेनजाइम ए नामक यौगिक बनाता है।

यह, बदले में, एक छह-कार्बन यौगिक, साइट्रिक एसिड बनाने के लिए एक चार-कार्बन अणु, ऑक्सालेटेट के साथ जोड़ा जाता है। चक्र के क्रमिक मार्गों में, साइट्रिक एसिड के अणु को धीरे-धीरे फिर से तैयार किया जाता है, इस प्रकार दो कार्बन परमाणुओं को खो दिया जाता है जो कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में समाप्त हो जाते हैं। इन चरणों में चार इलेक्ट्रॉनों को भी जारी किया जाता है जो सेलुलर श्वसन, ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन के अंतिम चरण के लिए उपयोग किया जाएगा।

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ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण

कोशिकीय श्वसन के तीसरे चरण को ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण कहा जाता है और माइटोकॉन्ड्रियल लकीरें (माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक झिल्ली के सिलवटों) के स्तर पर होती हैं। यह NADH के हाइड्रोजन के इलेक्ट्रॉनों को ट्रांसपोर्ट चेन (श्वसन श्रृंखला कहलाता है) में स्थानांतरित होता है, जो साइटोक्रोमेस द्वारा गठित होता है, ऑक्सीजन तक, जो इलेक्ट्रॉनों के अंतिम स्वीकर्ता का प्रतिनिधित्व करता है। इलेक्ट्रॉनों के पारित होने में ऊर्जा की रिहाई शामिल होती है जो कि फॉस्फेट समूह बंधन के माध्यम से एडेनोसिन डिपोस्फेट (एडीपी) के 36 अणुओं के बंधन में संग्रहीत होती है और एटीपी के 36 अणुओं के संश्लेषण की ओर ले जाती है। एनएडीएच और एफएडीएच से इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण के बाद गठित ऑक्सीजन और एच + आयनों की कमी से, पानी के अणुओं को क्रेब्स चक्र के साथ उत्पादित लोगों में जोड़ा जाता है।

एटीपी के संश्लेषण तंत्र

प्रोटॉन एक विस्तृत प्रसार प्रक्रिया में माइटोकॉन्ड्रियन के आंतरिक झिल्ली से होकर गुजरते हैं। एटीपी सिंथेटेज़ एंजाइम इस प्रकार एटीपी अणुओं का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करता है, जो फॉस्फेट समूह को एडीपी में स्थानांतरित करता है।

श्वसन श्रृंखला के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण के लिए डीहाइड्रोजेनेस नामक एंजाइमों के हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है, जिसमें दाता अणुओं (एफएडीएच और एनएडीएच) को हाइड्रोजन "फाड़ने" का कार्य होता है, ताकि वे श्वसन श्रृंखला के लिए एच + आयनों और इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करें ; इसके अलावा, इस प्रक्रिया में कुछ विटामिन (विशेष रूप से, विटामिन सी, ई, के और विटामिन बी 2 या राइबोफ्लेविन) की उपस्थिति की आवश्यकता होती है।

स्थिति का बिंदु:

• एरोबिक मार्ग (क्रेब्स चक्र) द्वारा ग्लूकोज का विध्वंस 38 एटीपी के गठन की ओर जाता है

• एनारोबिया (ग्लाइकोलाइसिस) द्वारा ग्लूकोज का विध्वंस 2 एटीपी के गठन की ओर जाता है