บทที่ 4 ระบบย่อยอาหาร (2) 2559

โดย..ครูปนิชัยา นาคจ ารญู

กระบวนการสลายโมเลกลุของสารอาหารในเซลลเ์พือ่ใหไ้ดพ้ลงังาน

อยู่ในรปูสารประกอบพลงังานสูงทีพ่รอ้มน าพลงังานไปใชไ้ด ้ เชน่ ATP

แบ่งเปน็ 2 แบบ คือแบบใชอ้อกซเิจน และไมใ่ชอ่อกซเิจน (การหมกั)

โดย..ครูปนิชัยา นาคจ ารญู

สารอาหารทีเ่ปน็แหลง่พลงังานได้แก ่ โปรตีน คารโ์บไฮเดรต ไขมัน

C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 36/38ATP

เมื่อสลายกลโูคสไดเ้สร็จสมบรูณจ์ะได้กา๊ซ CO2 , น า และปลอ่ยพลงังาน ในรูปความร้อน และ ATP

มีลักษณะเปน็หลายๆปฏกิิรยิาเชือ่มตอ่กนั โดยแบง่เปน็ 4 ขั นตอนคอื ไกลโคไลซสิ การสรา้งอะซติลิ โคเอนไซม ์เอ วัฏจักรเครบส์ ระบบการถา่ยทอดอเิลก็ตรอน

ชีววทิยา ม.

เกิดขึ นในสิ่งมชีวีติทกุชนดิ เกิดในไซโตพลาสซมึ ได้สารสดุทา้ยคอื กรดไพรวูิก

กลโูคส (6C) C6H12O6

2 Pyruvate(3C) 2C3H4O3

2NADH+ 2H+ 2NAD+

2ATP 4ATP

จากกลโูคสที่ม ีC – 6 อะตอม เป็นกรดไพรวูกิ ซึ่งมี C – 3 อะตอม 2 ตัว

สารทีเ่กดิขึ นระหวา่งปฏกิริยิาคอื 2NADH 4 ATP (แตใ่ชไ้ป 2 ATP)

กลูโคส (6C)

กลูโคสฟอสเฟต (6C)(Pi)

ATP ADP

ฟรุกโทสไดฟอสเฟต (Pi)(6C)(Pi)

ATP ADP 2ฟอสโฟกลเีซอไรด์(PGAL) (3C)(Pi)

2ไดฟอสโฟกลเีซอ ริก(Pi)(3C)(Pi)

2Pi 4H

2ฟอสโฟกลเีซอ ริก(3C)(Pi)

2ADP 2ATP

2กรดไพรวูกิ(3C)

2ADP 2ATP

ATP ATP

2ATP 2ATP

ชีววิทยา ม.

มีสารเริม่ตน้ คือกรดไพรวูกิ ซึ่งจะเคลือ่นเขา้สูไ่มโตคอนเดรยี และท าปฏิกริยิากบัโคเอนไซม ์เอ ได้เป็นอะซติลิ โคเอนไซม ์เอ จากกรดไพรวูิก (C 3 อะตอม) เป็นอะซติลิ โคเอนไซม ์เอซึ่งม ี(C 2 อะตอม ) โดยจะปลอ่ยออกมาในรปูของ 2CO2 และ 2NADH

2 Pyruvate(3C) 2C3H4O3

2NADH+ 2H+ 2NAD+

2 Acetyl CoA (2C) 2C2H3O – SCoA

Coenzyme A 2CO2

ชีววทิยา ม.

ผู้ค้นพบ คือ เซอร ์ฮัน อดอล์ฟ เครบส ์อาจเรยีกวา่ วัฏจักรของกรดซติรกิ เพราะสารตวัแรกทีเ่กดิ คือกรดซิตรกิ สารตั งตน้ คือ Oxaloacetic Acid กับ Acetyl CoA สารที่เกดิขึ นระหวา่งปฏกิริยิาคอื 6NADH 2FADH2 4CO2 2ATP

2 Acetyl CoA (2C) 2C2H3O – SCoA

Oxaloacetic Acid

4CO2

2ATP 2FADH2

6NADH

Oxaloacetic acid(4C) Citric acid(6C)

Acytyl CoA (2C) CoASH

IsoCitric acid(6C)

Oxalosuccinic acid(6C)

2H

Ketoglutaric acid(5C)

CO2

Succinyl CoA(4C)

CoASH 2H , CO2

Succinic Acid(4C)

ATP Fumaric Acid(4C)

2H

Malic Acid(4C)

2H2O

2H

ชีววทิยา ม.

เป็นกระบวนการถา่ยทอดอเิลก็ตรอนจาก NADH และ FADH2 โดยผา่นตวัรบัอเิลก็ตรอนชนดิตา่งๆ เป็นล าดบัขั น พลังงานทีไ่ดจ้ะถกูน าไปสรา้งATP และมตีวัรบัอิเลก็ตรอนตวัสดุทา้ย คือ O2 ได้เปน็ H2O โดย 1NADH จะใหพ้ลงังาน 3 ATP และ 1 FADH2 ให้พลงังาน 2 ATP

NADH FAD Cytochrome b

Cytochrome c Cytochrome a O2

กลโูคส (6C)

ไซโทพลาสซมึ

ไกลโคไลซสิ

2ไพรเูวต (3C)

2ATP 4ATP

2แอซติลิ โคเอนไซม ์เอ(2C)

2NADH

2CoAS 2CO2

2NADH

ไมโทคอนเดรยี

วัฎจกัร เครบส ์

6NADH

4CO2

2ATP

2FADH2

การถา่ยทอดอิเลก็ตรอน

รวม 10NADH = 30 ATP 2FADH2 = 4 ATP

มาจาก ATP รวม 4 ATP มาจาก NADH-FADH2 32-34 ATP

รวมทั งสิ น 36-38 ATP

ไกลโคไลซสิ 2ATP

การสรา้งแอซติลิ โคเอนไซม ์เอ

วัฎจกัร เครบส ์

2ATP

การถา่ยทอดอิเลก็ตรอน

34ATP

2NADH

2NADH

6NADH 2FADH2

นั่นเพราะ 2NADH ท่ีเกดิจากขั นไกลโคไลซสิ จะตอ้งเคลือ่นท่ีเขา้สูไ่มโทคอนเดรยี และมตีวัรบัอเิลก็ตรอนทีต่า่งกนั โดยที่กลา้มเนื อหวัใจ ไต หรอืตบั จะม ีNADH มารบั ส่วนเซลลก์ลา้มเนื อยดึกระดกู หรือเซลลส์มอง เซลลอ์ืน่ๆ จะม ี FADH2 มารบั ในกลา้มเนื อหวัใจ ไต หรือตบั จะได ้38 ATP ส่วนเซลลก์ลา้มเนื อยดึกระดกู หรือเซลล์สมอง เซลลอ์ืน่ๆ จะได ้36 ATP

ชีววทิยา ม.

เป็นการสลายอาหารทีไ่มส่มบูรณ์ ในขั นตอนของการถา่ยทอดอเิลก็ตรอน (ไมม่ ีO2 มารบั) จึงไมส่ามารถสรา้ง ATP จาก NADH และ FADH2 ได ้เซลลจ์งึมกีระบวนการผนักลบัให ้NADH กลายเปน็ NAD+ แล้วเกดิเปน็การหมกัแทน เพื่อใหเ้กดิขั นตอนไกลโคไลซสิใหม ่และไดพ้ลงังานเพยีง 2 ATP จากไกลโคไลซสินัน่เอง

พบในยสีต ์และพชื เมื่อผา่นกระบวนไกลโคไลซสิ จนได ้กรดไพรวูกิ กรดไพรวูกิ จะท าปฏิกริยิากบั H ท่ีมารบัไดเ้ป็นเอทิลแอลกอฮอล ์และ CO2 จากกรดไพรวูกิ ซึ่งม ีC – 3 อะตอม จึงกลายเป็นเอทิลแอลกอฮอล ์ ซึ่งม ีC – 2 อะตอม และไดพ้ลงังานเพยีง 2 ATP จากไกลโคไลซสินัน่เอง

กลูโคส (6C) C6H12O6

2ไพรเูวต (3C) CH3-CO-COOH

2ATP

2NADH + 2H+

4H 2เอทลิแอลกอฮอล ์

(2C) CH3-CH2-OH

2CO2

พบในเซลลก์ลา้มเนื อลาย พยาธติวัตดื และแบคทีเรยีบางชนดิ กรดไพรวูกิ จะท าปฏกิริยิากบั H ที่มารบัไดเ้ปน็กรดแลคตกิ จากกรดไพรวูกิ ซึ่งม ีC – 3 อะตอม จึงกลายเป็นกรดแลคตกิ ซึ่งม ีC – 3 อะตอม เท่าเดมิ จึงไมม่กีารปลอยแกส๊ CO2 นั่นเอง

กลโูคส (6C) C6H12O6

2ไพรเูวต (3C) CH3-CO-

COOH

2ATP

2NADH + 2H+

4H 2 กรดแลกตกิ(3C)

CH3-CH-COOH-OH

อาหารสลายตวัไม่สมบรูณ(์ปฏกิริยิาสิ นสดุลงแคข่ั นไกลโคลซิสิ)

แบ่งไดเ้ป็นการสร้างเอทลิแอลกอฮอล ์ และการสรา้งกรดแลกตกิ

การสร้างเอทลิแอลกอฮอลเ์กิด CO2 ขึ นแต่การสรา้งกรดแลกติกไมเ่กดิ CO2

ไม่เกดิ H2 O

ได้พลงังานน้อยกวา่การหายใจแบบใชแ้กส๊ออกซเิจน 18 – 19 เท่า

เกดิในไซโทพลาสซมึเทา่นั น