Informacija

Jei raudonieji kraujo kūneliai neturi mitochondrijų, kaip jie gali metabolizuoti gliukozę?


Skaičiau, kad raudonieji kraujo kūneliai (RBC) metabolizuoja gliukozę. Tačiau jie neturi mitochondrijų, nes hemoglobino yra tiek daug, kad nėra vietos mitochondrijoms, neišplėtus ląstelės.

Taigi, kaip jiems įmanoma metabolizuoti gliukozę, jei tai daugiausia O2, CO2, H2O, riebalų rūgštys (ląstelių membranoje) ir hemoglobinas?


Žmonėms (ir visiems žinduoliams) raudoniesiems kraujo kūneliams trūksta mitochondrijų, todėl jie neturi funkcinio TCA ciklo. Jie daugiausia metabolizuoja gliukozę glikolizės būdu, sudarydami iš ląstelių išsiskiriantį laktatą; tai duoda 2 ATP kiekvienai gliukozės molekulei, daug mažiau nei visiška oksidacija (apie 30 ATP), bet pakankamai raudonųjų kraujo kūnelių energijos poreikiams patenkinti.

Yra kai kurie Tačiau gliukozės oksidacija į CO2 raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Tai daugiausia vyksta pentozės fosfato keliu arba „šuntu“, kai 1 anglies gliukozė išsiskiria kaip CO2, o išgauta energija naudojama NADP redukcijai į NADPH, kuri veikia kaip antioksidantas. Gautas 5 anglies cukrus (pentozės) vėliau pertvarkomas į 3 anglies cukrų (glicerraldehido fosfatą), kuris vėl patenka į glikolizę. Taigi terminas „šuntas“: 5/6 patekusios gliukozės anglies iš tikrųjų vėl grįžta į glikolizę.

Keisdami srautą per PPP, ląstelės gali subalansuoti gliukozės panaudojimą ATP (energijai) arba NADPH (antioksidantui). Tyrimai rodo, kad žmogaus raudonųjų kraujo kūnelių organizme 10–30% heksokinazės srauto yra nukreipiama per PPP, o likusi dalis-per viršutinę glikolizę (žr. Šį ir šį straipsnį). Tai atitinka 2–5% gliukozės anglies, išsiskiriančios kaip CO2, o likusi dalis metabolizuojama į laktatą.

Atminkite, kad tai, kas išdėstyta aukščiau, taikoma žinduolių raudoniesiems kraujo kūneliams. Kitų stuburinių gyvūnų, įskaitant paukščius ir žuvis, raudonosios ląstelės išlaiko savo branduolį ir mitochondrijas, o jų metabolizmas skiriasi.


Nors hemoglobinas sudaro apie 90% raudonųjų kraujo kūnelių baltymų, jame taip pat yra daug kitų baltymų, įskaitant fermentus anaerobiniame pentozės fosfato kelyje, kuris yra atsakingas už apie 90% į ląstelę patenkančios gliukozės metabolizmą (aerobinis kelias). pasirūpina kitais 10%). Taip pat yra baltymų, atsakingų už hemoglobino surištų geležies atomų oksidacijos būsenos palaikymą. Geležis, esanti oksiduotame hemoglobine arba methemoglobine, yra $ Fe^{3+} $ (geležies) būsenos, kuri negali surišti deguonies. Nuo NADH priklausomas fermentas methemoglobino reduktazė geležį paverčia į $ Fe^{2+} $ geležies būseną, kuri suriša $ O_2 $. NADH tiesiog yra vienas iš svarbiausių pentozės fosfato kelio produktų kartu su ATP ir 2,3-BPG, kuris padeda reguliuoti O_2 $ $ išsiskyrimą iš hemoglobino. NADPH taip pat gaminamas anaerobiniu keliu ir yra kofaktorius, mažinantis oksiduotą glutationą, veikiantis kaip vienas iš pagrindinių reduktorių ląstelėje, apsaugantis nuo oksidacinio streso. Kiti fermentai, tokie kaip superoksido dismutazė, glutationo peroksidazė ir katalazė, taip pat padeda užkirsti kelią oksidacijai arba ją pakeisti. Dėl viso deguonies judėjimo pirmyn ir atgal susidaro reaktyvios deguonies rūšys, tokios kaip superoksidas ir hidroperoksilo radikalai ($ cdot {O_2^-} $ ir $ HO_2 unicode {x22c5} $) ir peroksidai, tokie kaip vandenilio peroksidas ($ H_2O_2 $), todėl reikia šių gynybinių baltymų.


Žiūrėti video įrašą: kraujo kelione (Sausis 2022).