ما هو تحلل السكر و مراحله و وظائف ؟

تحلل السكر هو مسار استقلابي يعمل كخطوة أولية لتقويض الكربوهيدرات في الكائنات الحية . يتكون أساسًا من تكسير جزيئات الجلوكوز عن طريق أكسدة جزيء الجلوكوز ، وبالتالي الحصول على كميات من الطاقة الكيميائية التي يمكن أن تستخدمها الخلايا.

التحلل السكري ليس عملية بسيطة ، ولكنه يتكون من سلسلة من عشرة تفاعلات كيميائية إنزيمية متتالية ، والتي تحول جزيء واحد من الجلوكوز (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) إلى جزئين من البيروفات (C ₃ H ₄ O ₃ ) ، مفيد لعمليات التمثيل الغذائي الأخرى العمليات التي تستمر في توفير الطاقة للجسم.

يمكن أن تحدث هذه السلسلة من العمليات في وجود أو عدم وجود الأكسجين ، وتحدث في العصارة الخلوية للخلايا ، كجزء أولي من التنفس الخلوي. في حالة النباتات ، فهي جزء من دورة كالفين .

معدل تفاعل تحلل السكر مرتفع للغاية لدرجة أنه كان من الصعب دائمًا دراسته. تم اكتشافه رسميًا في عام 1940 من قبل أوتو مييرهوف وبعد ذلك بنفس العدد من السنوات من قبل لويس ليلوار ، على الرغم من أن كل هذا كان بفضل العمل السابق في نهاية القرن التاسع عشر.

عادة ما يتم تسمية هذا المسار الأيضي على اسم ألقاب المساهمين الرئيسيين في اكتشافه: مسار Embden-Meyerhoff-Parnas. من ناحية أخرى ، تأتي كلمة “تحلل السكر” من الكلمة اليونانية glycos ، و “sugar” ، و lysis ، و “breakdown”.

مراحل تحلل السكر

تتم دراسة تحلل ا لسكر على مرحلتين متميزتين ، وهما:

• المرحلة الأولى: إنفاق الطاقة. في هذه المرحلة الأولى ، يتحول جزيء الجلوكوز إلى جزيئين غليسرالدهيد ، جزيء ذو كفاءة طاقة منخفضة. للقيام بذلك ، يتم استهلاك وحدتين من الطاقة الكيميائية الحيوية ( ATP ، Adenosine Triphosphate). ومع ذلك ، في المرحلة التالية ، سيتم مضاعفة الطاقة التي تم الحصول عليها بفضل هذا الاستثمار الأولي.
  وهكذا ، يتم الحصول على أحماض الفوسفوريك من ATP ، والتي تزود الجلوكوز بمجموعات الفوسفات ، التي تتكون من سكر جديد وغير مستقر. سرعان ما ينقسم هذا السكر ، مما ينتج عنه جزيئين متشابهين من الفوسفات وثلاثة كربون.
  على الرغم من وجود نفس البنية ، إلا أن إحداها مختلف ، لذلك يتم معالجتها أيضًا بالأنزيمات .لجعله مطابقًا للآخر ، وبالتالي الحصول على مركبين متطابقين. كل هذا يحدث في سلسلة من خمس خطوات من التفاعلات.
• المرحلة الثانية: الحصول على الطاقة. يتم تحويل غليسيرالدهيد المرحلة الأولى في المرحلة الثانية إلى مركب ذو طاقة كيميائية حيوية عالية. للقيام بذلك ، يتزاوج مع مجموعات فوسفات جديدة ، بعد فقدان اثنين من البروتونات والإلكترونات . وبالتالي ، تخضع هذه السكريات الوسيطة لعملية تغيير تطلق تدريجياً فوسفاتها ، وبالتالي تحصل على أربعة جزيئات من ATP (ضعف ما تم استثماره في الخطوة السابقة) وجزيئين من البيروفات ، والتي ستستمر في دورتها من تلقاء نفسها ، مرة واحدة. تم الانتهاء من تحلل السكر. تتكون هذه المرحلة الثانية من ردود الفعل من خمس خطوات أخرى.

وظائف تحلل السكر

الوظائف الرئيسية لتحلل السكر بسيطة: الحصول على الطاقة البيوكيميائية اللازمة للعمليات الخلوية المختلفة . بفضل ATP الذي تم الحصول عليه من انهيار الجلوكوز ، تحصل أشكال عديدة من الحياة على الطاقة من أجل البقاء أو لإطلاق عمليات كيميائية أكثر تعقيدًا.

لهذا السبب ، عادةً ما يعمل التحلل السكري كمحفز أو مفجر كيميائي حيوي للآليات الرئيسية الأخرى ، مثل دورة كالفين أو دورة كريبس. كل من حقيقيات النوى وبدائيات النوى هم ممارسون لتحلل السكر.

أهمية تحلل السكر

يعتبر تحلل السكر عملية مهمة للغاية في مجال الكيمياء الحيوية . من ناحية أخرى ، لها أهمية تطورية كبيرة ، لأنها رد الفعل الأساسي للحياة المتزايدة التعقيد ولدعم الحياة الخلوية . من ناحية أخرى ، تكشف دراستهم عن تفاصيل حول مسارات التمثيل الغذائي المختلفة الموجودة وحول جوانب أخرى من حياة خلايانا.

على سبيل المثال ، كشفت الدراسات الحديثة في جامعات إسبانيا ومستشفى سالامانكا الجامعي عن وجود روابط بين بقاء الخلايا العصبية في الدماغ وزيادة تحلل السكر الذي قد تتعرض له الخلايا العصبية . قد يكون هذا مفتاحًا لفهم أمراض مثل مرض باركنسون أو مرض الزهايمر.

تحلل السكر و تكوين السكر

إذا كان تحلل الجلوكوز هو المسار الأيضي الذي يكسر جزيء الجلوكوز للحصول على الطاقة ، فإن استحداث السك ر هو طريق استقلابي يأخذ المسار المعاكس: بناء جزيء الجلوكوز من السلائف غير الجلوكيدية ، أي غير مرتبط على الإطلاق بالسكريات.

هذه العملية تكاد تكون حصرية للكبد (90٪) والكلى (10٪) وتستخدم موارد مثل الأحماض الأمينية ، اللاكتات ، البيروفات ، الجلسرين وأي حمض كربوكسيلي كمصدر للكربون. في حالة عدم وجود الجلوكوز ، مثل الصيام ، فإنها تسمح للجسم بأن يكون مستقرًا ويعمل لفترة معقولة ، بينما يستمر احتياطي الجليكوجين في الكبد.