القرش مدير المنتدى
عدد المساهمات : 11377 تاريخ التسجيل : 21/03/2009 العمر : 35
| موضوع: Carbohydrate metabolism 17/1/2010, 2:42 pm | |
| بسم الله الرحمن الرحيم إخوتي الكرام أقدم لكم اليوم شرحا لأيض المواد النشوية في جسم الإنسان وهذا فيما يختص بالبايو إن شا الله تستفيدو منو Carbohydrate metabolism denotes the various biochemical processes responsible for the formation, breakdown and interconversion of carbohydrates in living organisms. The most important carbohydrate is glucose, a simple sugar (monosaccharide) that is metabolized by nearly all known organisms. Glucose and other carbohydrates are part of a wide variety of metabolic pathways across species: plants synthesize carbohydrates from atmospheric gases by photosynthesis storing the absorbed energy internally, often in the form of starch or lipids. Plant components are eaten by animals and fungi, and used as fuel for cellular respiration. Oxidation of one gram of carbohydrate yields approximately 4 kcal of energy and from lipids about 9 kcal. Energy obtained from metabolism (eg, oxidation of glucose) is usually stored temporarily within cells in the form of ATP. Organisms capable of aerobic respiration metabolize glucose and oxygen to release energy with carbon dioxide and water as byproducts. Carbohydrates are a superior short-term fuel for organisms because they are simpler to metabolize than fats or those amino acid portions of proteins that are used for fuel. In animals, the most important carbohydrate is glucose; so much so, that the level of glucose is used as the main control for the central metabolic hormone, insulin. Starch, and cellulose in a few organisms (eg, termites, ruminants, and some bacteria), being both glucose polymers are disassembled during digestion and absorbed as glucose. Some simple carbohydrates have their own enzymatic oxidation pathways, as do only a few of the more complex carbohydrates. The disaccharide lactose, for instance, requires the enzyme lactase to be broken into its monosaccharides components; many animals lack this enzyme in adulthood. Carbohydrates are typically stored as long polymers of glucose molecules with Glycosidic bonds for structural support (e.g. chitin, cellulose) or for energy storage (e.g. glycogen, starch). However, the strong affinity of most carbohydrates for water makes storage of large quantities of carbohydrates inefficient due to the large molecular weight of the solvated water-carbohydrate complex. In most organisms, excess carbohydrates are regularly catabolised to form Acetyl-CoA, which is a feed stock for the fatty acid synthesis pathway; fatty acids, triglycerides, and other lipids are commonly used for long-term energy storage. The hydrophobic character of lipids makes them a much more compact form of energy storage than hydrophilic carbohydrates. However, animals, including humans, lack the necessary enzymatic machinery and so do not synthesize glucose from lipids. <ref, G Cooper, The Cell, American Society of Microbiology, p 72> All carbohydrates share a general formula of approximately CnH2nOn; glucose is C6H12O6. Monosaccharides may be chemically bonded together to form disaccharides such as sucrose and longer polysaccharides such as starch and cellulose.
Catabolism Main article: Carbohydrate catabolism Oligo/polysaccharides are typically cleaved into smaller monosaccharides by enzymes called Glycoside hydrolases. The monosaccharide units then enter monosaccharide catabolism. Organisms vary in the range of monosaccharides they can absorb and use, and also in the range of more complex carbohydrates they are capable of disassembling.
Metabolic pathways Carbon fixation, or photosynthesis, in which CO2 is reduced to carbohydrate. Glycolysis - the oxidation metabolism of glucose molecules to obtain ATP and Pyruvate Pyruvate from glycolysis enters the Krebs cycle, also known as the Citric Acid Cycle, in aerobic organisms after moving through pyruvate dehydrogenase complex. The Pentose phosphate pathway, which acts in the conversion of hexoses into pentoses and in NADPH regeneration. Glycogenesis - the conversion of excess glucose into glycogen as a cellular storage mechanism; this prevents excessive osmotic pressure buildup inside the cell Glycogenolysis - the breakdown of glycogen into glucose, which provides a glucose supply for glucose-dependent tissues. Gluconeogenesis - de novo synthesis of glucose molecules from simple organic compounds. an example in humans is the conversion of a few amino acids in cellular protein to glucose. Glucoregulation Glucoregulation is the maintenance of steady levels of glucose in the body; it is part of homeostasis, and so keeps a constant internal environment around cells in the body. The hormone insulin is the primary regulatory signal in animals, suggesting that the basic mechanism is very old and very central to animal life. When present, it causes many tissue cells to take up glucose from the circulation, causes some cells to store glucose internally in the form of glycogen, causes some cells to take in and hold lipids, and in many cases controls cellular electrolyte balances and amino acid uptake as well. Its absence turns off glucose uptake into cells, reverses electrolyte adjustments, begins glycogen breakdown and glucose release into the circulation by some cells, begins lipid release from lipid storage cells, etc. Circulatory glucose levels are the most important signal to the insulin producing cells, and as they are largely due to dietary carbohydrate intake, diet controls major aspects of metabolism via insulin. In humans, insulin is made by beta cells in the pancreas, fat is stored in adipose tissue cells, and glycogen is both stored and released as needed by liver cells. Regardless of insulin levels, no glucose is released to the blood from internal glycogen stores from muscle cells. The hormone glucagon, on the other hand, acts in the opposite direction to insulin, forcing the conversion of glycogen in liver cells to glucose which is then put into the blood, though not from muscle cells, as they lack the ability to export glucose into the blood. The release of glucagon is controlled by low levels of blood glucose.
Human diseases of carbohydrate metabolism Diabetes mellitus Lactose intolerance Fructose intolerance Galactosemia Glycogen storage disease | |
|
القرش مدير المنتدى
عدد المساهمات : 11377 تاريخ التسجيل : 21/03/2009 العمر : 35
| موضوع: رد: Carbohydrate metabolism 17/1/2010, 2:46 pm | |
| وهذه مقالة جلبتها لكم باللغة العربيةإن شا الله توضح أكتر مسارات إستقلاب الكربوهيدراتتعتبر المواد الكربوهيدراتية أهم مصدر للطاقة التي يحتاجها الجسم للقيام بالأنشطة الميكانيكية والكيميائية والإسموزية والكهربية الخاصة بمختلف الأنسجة. وهناك ثلاث مسارات تحصل عن طريقه الخلايا على كميات كبيرة من الطاقة ، وهي: - التحلل اللاهوائي للجلوكوز أو مسار امبدن – مايرهوف. - دورة كربس أو دورة حمض الليمونيك. - مسار السكر الخماسي الفوسفاتي ، وتسمى أيضا تحويلة السكر السداسي أحادي الفوسفات. ويعتبر الجلوكوز في هذه المسارات الثلاثة نقطة البدء ، حيث إنه يمثل أهم السكريات الأحادية الداخلة في أيضا المواد الكربوهيدراتية في الثدييات. التحلل اللاهوائي للجلوكوزتبدأ عمليات تخليق الطاقة من المواد الكربوهيدراتية بتحلل الجلوكوز وهو مسار عام في جميع الأنظمة البيولوجية ، ويعرف بأنه سلسلة من التفاعلات التي يتحول خلالها الجلوكوز إلى حمض البيروفيك ، ويصاحب ذلك إنطلاق طاقة في صورة جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوسين ، ويتم هذا عادة في غياب الأكسجين في الكائنات هوائية التنفس ، ويعتبر تحلل الجلوكوز مقدمة لازمة لدورة تسمى دورة حمض الليمونيك أو دورة كربس وسلسلة نقل الإلكترونات أو الفسفرة المقترنة بالأكسدة اللتين عن طريقهما يتم الحصول على معظم الطاقة المضمرة في جزيئات الجلوكوز. وتحت الظروف الهوائية ، فإنه يمكن لجزيئات حمض البيروفيك أن تنفذ في الميتوكوندريا حيث يتم أكسدتها تماما إلى ثاني أكسيد الكربون و ماء. أما إذا كان الأكسيجين غير كاف ، كما يحدث بالنسبة إلى العضلات المنقبضة بنشاط غير عادي ، فإن حمض البيروفيك يختزل ويتحول إلى حمض اللاكتيك . ولمسار تحلل الجلوكوز دور كزدوج فهو يكسر الجلوكوز لتوليد جزيئات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات وهو أيضا يوفر وحدات بنائية للتفاعلات التخليقية مثل تكوين الأحماض الدهنية طويلة السلسلة. هذا ويتم ضبط معدل تحويل الجلوكوز إلى حمض البيروفيك لمواجهة هذه الإحتياجين الخلويين المهمين. مصير البيروفات
يتحول حمض البيروفيك إلى حمض اللاكتيك عادة في العديد من الكائنات الدقيقة. ويوجد أيضا هذا التفاعل في خلايا الكائنات العليا عندما تكون كمية الأكسجين محدودة ، كما هي الحال في العضلة خلال قيامها بنشاط كثيف في مدة زمنية قصيرة ، ويتم ذلك في وجود إنزيم اللاكتيك ديهيدروجينيز. وعلى ذلك فإن جزءا بسيطا من طاقة الجلوكوز تنطلق في أثناء تحوله اللاهوائي إلى حمض اللاكتيك. هذا ويمكن إشتقاق أو تحرير كثير جدا من الطاقة الكامنة في هذه المادة هوائيا أي عندما يكون الأكسجين متوافرا ، عن طريق دورة حمض الستريك وسلسلة نقل [الالكترونات] ، أما نقطة العبور إلى هذا المسار التأكسدي فهو عن طريق المرافق الإنزيمي الخللي والذي يتكون داخل الميتوكوندريا بالأكسدة المقترنة بنزع ثاني أكسيد الكربون لحمض البيروفيك. دورة كربسبعد مسار تحلل الجلوكوز والذي يتحول خلاله الجلوكوز إلى حمض البيروفيك ، وفي الظروف التي يتوافر فيها الأكسجين ، فإن الخطوة التالية في تخليق الطاقة من الجلوكوز هي عملية الأكسدة المقترنة بنزع جزئ ثاني أكسيد الكربون من حمض البيروفيك في وجود المرافق الإنزيمي أ لتكون المرافق الإنزيمي الخللي أ ، ووحدة الأسيتيل النشطة هذه تتأكسد بعد ذلك تماما إلى ثاني أكسيد الكربون عن طريق دورة كربس. وتعتبر هذه الدورة هي المسار النهائي المشترك لأكسدة جزيئات الوقود ، مثل الأحماض الأمينية و الأحماض الدهنية و المواد الكربوهيدراتية. وتدخل معظم هذه الجزيئات في دروة كربس في صورة أستيل كوإنزيم أ ، وتوفر هذه الدورة أيضا ضمن تفاعلاتها الوسيطة مركبات مهمة لمختلف أنواع التخليقات الحيوية بالجسم. وتتم التفاعلات المختلفة الخاصة بدورة كربس في الميتوكوندريا ، بالمقارنة إلى عملية الجلكزة التي تتم في السيتوسول أو السيتوبلازم. لذا فإن الأستيل كوإنزيم أ الذي يبدأ تكوينه بالبيروفات في المادة الخلالية للميتوكوندريا هو الوسيط بين تحلل الجلوكوز ودورة كربس. سلسلة نفل الالكترونات وتكوين جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفاتتوجد بالخلية آلية كيمائية لتخليق جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات عالية الطاقة عند إمدادها بجزيئات NAD المختزلة وفي وجودة مجموعة الفوسفات وكذلك جزيئات أدوينسين ثنائي الفوسفات ويتم ذلك في الميتوكندريا. وهناك كمية كبيرة من NAD في صورته المختزلة يمكن توافرها خلال أكسدة الجلوكوز و الدهون كما أن كثير من الأنسجة يتوافر فيها الأكسجين. وتحتوي الميتوكندريا على نظام نقل الالكترونات أي إنه لو أمكن إضافة جزيئات أدينوسين ثنائي الفوسفات إلى وسط التفاعل الذي يحتوي على الفوسفات غير العضوي فإنه سوف يتم إختزاله مقابل كل جزئ يتم أكسدته. وبذلك يتم تكوين ثلاثة جزيئات من الأدينوسين التي نتجت عن اتحاد الفوسفات غير العضوي مع ثلاثة جزيئات وينتج في هذه الحالة جزئ الماء. مسار السكر خماسي الفوسفاتيوجد مسار أخر للأنواع الكثيرة من الخلايا لتكسير الجلوكوز حيث يتم في أول خطوة منه نزع الهيدروجين من جزئ جلوكوز-6 فوسفات لكي يصبح 6 فوسفات جلوكونات ، ومن الجدير بالذكر أن هذا المسار لا يعتد به كمصدر للطاقة في الخلايا الحيوانية ، ولذها المسار ثلاث وظائف رئيسية: - توليد قدرة إختزالية في ستيوبلازم معظم الخلايا في صورة أدينوسين ثنائي الفوسفات ، خاصة الخلايا التي تقوم بتخليق الأحماض الدهنية والمواد السترويدية في خلايا الكبد و الغدد الثديية وقشرة الغدة الكظرية. - تحويل السكريات السداسية إلى سكريات خماسية وعلى الأخص د ريبوز 5 فوسفات اللازم لتخليق الأحماض الأمينية. - الغرض الثالث هو تحويل السكريات الخماسية إلى سكريات سداسية بهدف تكسيرها وأكسدتها . إذا فالنتيجة النهائة هي إنتاج NADPH2 اللازم لتفعلات التخليق الحيوي الإختزالية في السيتوبلازم وإنتاج د ريبوز 5 فوسفات كجزئ طليعي لتخليق النيوكليوتيدات. وتحت الظروف الأيضية الأخرى فإن تفاعلات هذا المسار قد تمتد إلى ما هو أبعد من هذا ، لأن السكريات الخماسية المفسفرة يمكنها أن تتحول إلى عدة مركبات عن طريق الأنزيمات. وعلى ذلك فإن أنواعا من التفاعلات المصحوبة بالأكسدة وأيضا التفاعلات الغير مصحوبة بالأكسدة والتي تجرى على السكريات الفوسفاتية البسيطة قد تتم عن طريق إنزيمات هذا المسار وحدها ، أو بالتنسيق مع إنزيمات مسار تحلل الجلوكوز ، وبالتالي فإن هذا المسار ليس مسارا محددا يؤدي إلى نتيجة نهائية واحدة ، ولكنه عبارة عن مجموعة من المسارات المتفرقة ذات مرونة أيضية كبيرة. دور بعض الهرمونات في تنظيم أيض المواد الكربوهيدراتية لتزويد أنسجة الجسم بالجلوكوز أهمية كبرى ، وعليه فإن أيض الكربوهيدرات يتم تنظيمه عن طريق الدم ، وهو الجانب الأهم لوظائف هذه الهرمونات ، ذلك أن التغيرات الحادة في سكر الدم يمكن أن تنتج عنها تأثيرات خطيرة خصوصا في المخ وعلى الكائن الحي ككل. ولهذا يتحدد تركيز سكر الدم عن طريق تأثير المتبادل لعدد من الغدد الصماء ويوجد بالتالي تأثير متفاوت للهرمونات على تنظيم عملية أيض الكربوهيدرات. مع خالص تحياتي عزالدين قوصاد [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] | |
|