الصورة العامة للهدم الكلي للجلوكوز وإنتاج الطاقة في شكل ATP بالفسفرة على صعيد الركيزة (Phosphorylation au niveau du substrat) والفسفرة التأكسدية (Phosphorylation oxydative).
المصادر الغذائية ل ATP
ATP Sources alimentaires d'ATP
يتجدد مخزون ATP كل يوم، لا يمكن تخزين هذا الجزيئ إلا في صفة جزيئات وسيطة أخرى، من قبيل الجليكوجين والأحماض الدهنية. إذا اعتبرنا فقط القدر الأدنى من الطاقة للحفاظ على الوظائف الرئيسية لجسم الإنسان (7500 Kj)، فإن محتوى الجسم من ATP لا يغطي أكثر من دقيقة واحدة من البقاء على العيش، بينما تصل هذه المدة إلى 30 دقيقة مع الجليكوز (ظروف التنفس) وحوالي يوم واحد مع الجليكوجين (ظروف التنفس) وشهر واحد مع الدهنيات من نوع الجليسيريدات الثلاثية
Au quotidien, l'ATP ne peut être stockée que sous forme d’autres molécules intermédiaires, comme le glycogène et les acides gras. Si l'on considère uniquement la quantité minimale d'énergie pour maintenir les principales fonctions du corps humain (7 500 Kj), la teneur en ATP du corps ne couvre pas plus d'1 minute de survie, alors que cette durée atteint 30 minutes avec le glucose (conditions respiratoires) et environ 1 jour avec du glycogène (conditions respiratoires) et un mois avec des triglycérides.
يبدأ هدم الجلوكوز في الجبلة الشفافة (سيتوبلازم، cytoplasme) للخلية، حيث تتجمع قوة إختزالية في شكل مختزل النيكوتينأميد ثنائي النكليوتيد (NADH) وتنتج ذرتين من الحمض البيروفي (بيروفات، Pyruvate)، الذي يخضع بدوره داخل الميتوكندري وبحضور الأكسيجين، إلى تحولات كبيرة في ماتريس (Matrice) الميتوكندري ويرتفع إنتاج القوة الإختزالية في شكل NADHو FADH2 (فلافين أدنين ثنائي النكليوتيد، Flavine Adénine Dinucléotide). بعد هذا، تتأكسد كل القوى الإختزالية فوق الغشاء الداخلي (Membrane interne) للميتوكندري، كما يوضحه الشكل التالي.
La glycolyse commence dans le cytoplasme, où un un pouvoir réducteur s'accumule sous forme de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) et produit deux atomes de pyruvate, qui à son tour subit des transformations majeures dans la matrice à l'intérieur des mitochondries et en présence d'oxygène. Les mitochondries augmentent la production de pouvoir réducteur sous forme de NADH et FADH2 (Flavine Adénine Dinucléotide). Après cela, toutes les forces réductrices sont réoxydées au niveau de la membrane interne des mitochondries, comme le montre la figure suivante.
Q1.
من الممكن تخزين ATP
Il est possible de stocker l'ATP (!صحيح
Vrai)(خطأ Faux)
Q2.
إنطلاق عملية انحلال الجلوكوز تتطلب رصيدا من مستقبلات الهيدروجين في شكلها المؤكسد NAD+
La transformation du glucose exige une réverve d'accepteurs d'hydrogène sous sa forme oxydée (NAD+) (صحيح
Vrai)(!خطأ Faux)
لتتمكن من استئناف تكوين ATP من الجلوكوز، يجب أن تحتوي الخلية على NAD+ الذي يأتي من إعادة أكسدة الطاقة المختزلة NADH, H+ (أنظر الشكل التالي) و تتم هذه الأكسدة خلال التنفس الخلوي بوجود الأوكسيجين و خلال التخمر في غياب الأوكسيجين
Pour pouvoir reprendre à nouveau la formation d'ATP à partir du glucose, la cellule doit disposer de NAD+ qui provient de la réoxydation du pouvoir réducteur NADH, H+ (voir schéma suivant)
تفاعلات انحلال الجلوكوز - Réactions de la glycolyse
- حصيلة إنحلال الجلوكوز داخل الجبلة الشفافة كمرحلة مشتركة بين التنفس والتخمر:
تعد حصيلة انحلال جزيء واحد من الجليكوز (Glu) داخل الجبلة الشفافة انطلاقا من مرحلة التنشيط حتى إفراز الحمض البيروفي (Acide pyruvique)، ب 2 ATP مع إنتاج طاقة اختزالية تقدر ب 2 NADH ،
La glycolyse qui produit quelques ATP et un pouvoir réducteur limité, commence par l’activation du glucose (phosphorylation) sous forme de fructose 1,6-diphosphate, en passant par le glucose 6-phosphate et le fructose 6-phosphate. Ensuite le fructose 1,6-diphosphate est scindé en deux molécules à 3 carbones, la Phosphodihydroxyacétone et le phosphoglycéraldéhyde. Cette étape consomme 2 ATP. La deuxième étape de la glycolyse se terminant avec la formation de l’acide pyruvique (2 pyruvates par molécule de glucose), consiste en une oxydation à partir de 2 triose-phosphate, accompagnée d’une régénération du pouvoir réducteur sous forme NADH (2 NADH par molécule de glucose) et production de 2 ATP par molécule de pyruvate (4 ATP par molécule de glucose). Ainsi, le bilan énergétique de la glycolyse est donce 4-2 = 2 ATP, en plus de la production de 2 NADH. La glycolyse comporte 10 étapes catalysées par 10 enzymes spécifiques.
التخمر - Fermentation
في ظروف غياب الأكسيجين، تتم عملية التخمر اللبني
En conditions d'absence d'oxygène (anaérobie), le processus de fermentation lactique a lieu
النزع التأكسدي لكربون البيروفات وتكون أستيل كوانزيم A. المرحلة الانتقالية
Décarboxylation oxydative du pyruvate et formation de l’acétyl-Coenzyme A. Etape transitoire
تتميز المرحلة الانتقالية (Phase de transition) من السيتوبلازم إلى الميتوكندريا بنزع ذرة كربون واحدة من أصل ثلاث ذرات من الحمض البيروفي لتعطي ثاني أكسيد الكربون (CO2) و يبقى الأستات (ذرتين من الكربون) ليتفاعل مع الكوأنزيم A (Coenzyme A, HSCoA) كناقل له، لينتج أستيل كوأنزيم A (Acétyl-CoA). مهما أن هذا التفاعل يعتبر أكسدة واختزال، يصبح استعمال مخزون الخلية من NAD+ ضروريا.
نزع الكربون من الحمض البيروفي يتم وفق تفاعل غير انعكاسي (Réaction irréversible) يحدث داخل الميتوكندري بتحفيز من أنزيم بيروفات ديهيدروجيناز (Pyruvate déshydrogénase) الموجود بماتريس (Matrice) الميتوكندري ويتم وفق التفاعل غير الإنعكاسي التالي.
في المرحلة الموالية ، يتم ربط الأستات (3 C). بالأكسالوأسيتات (Oxaloacétate, 4C) لتشكيل السيترات (Citrate, 6C) و تنطلق دورة كريبس.
La phase de transition du cytoplasme aux mitochondries est caractérisée par l'élimination oxydative du carbone du pyruvate (décarboxylation oxydative) et formation d'acétyl coenzyme A. Un atome de carbone est retiré des trois atomes d'acide pyruvique pour donner du dioxyde de carbone (CO2), laissant de l'acétate (deux carbones). atomes) pour réagir avec la coenzyme A (Coenzyme A, HSCoA) comme support, pour produire de l'acétyl-Coenzyme A (Acétyl-CoA). Bien que cette réaction soit considérée comme une oxydation et une réduction, l'utilisation du stock de NAD+ de la cellule devient nécessaire.
L'élimination du carbone de l'acide pyruvique s'effectue selon une réaction irréversible qui se produit à l'intérieur des mitochondries sous la catalyse de l'enzyme pyruvate déshydrogénase, présente dans la matrice mitochondriale, et se déroule selon la réaction irréversible suivante.
Dans l'étape suivante, l'acétate (3 C) est fixé l'Oxaloacétate (4C) pour former du citrate (6C), et le cycle de Krebs commence.
تشكل الأسيتيل كوإنزيم A و الهدم الكلي للأستيل في (Cycle de Krebs)
تتميز كل دورة كريبس التي تحدث في الماتريس بالنتائج:
- نزع الكربون من البيروفات و تحرير ثاني أكسيد الكربون (CO2).
- إزالة الهيدروجين عن طريق اختزال المستقبلات NAD+ و FAD+، إذ تصبح بالتتالي، NADH, H+ و FADH2.
- تخليق جزيئة ATP (أو GTP، عند الحيوانات).
Chaque tour du cycle de Krebs qui se produit dans la matrice est caractérisé par les résultats :
- détachement d'un carbone du pyruvate et libération de dioxyde de carbone (CO2).
- Elimination de l'hydrogène des NADH, H+ et FADH2 (oxydation) qui deviennent respectivement NAD+ et FAD+.
- Synthèse d'ATP (ou GTP, chez l'animal).
