Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 23-12-2019

Glycolyse

betekenis & definitie

Afbraak van glucose tot pyrodruivenzuur via een lineair enzym-gekatalyseerd proces dat per glucosemolecuul netto twee ATP oplevert; de belangrijkste route voor energieverwerving onder anaerobe omstandigheden; onder aerobe omstandigheden gekoppeld aan de citroenzuurcyclus

Glucose wordt vanuit het bloed opgenomen en in het cytoplasma afgebroken tot pyrodruivenzuur. Dit gebeurt in tien enzymatische omzettingen, waarbij elk glucosemolecuul twee ATP oplevert en twee pyrodruivenzuurmoleculen. De laatste worden opgenomen door de mitochondriën en gaan de citroenzuurcyclus in, die reductie-equivalenten levert aan de elektronentransportketen (goed voor 25 ATP).

De glycolyse zelf vereist geen zuurstof, maar bij zuurstofgebrek loopt de elektronentransportketen niet, ligt de citroenzuurcyclus stil en wordt pyrodruivenzuur niet opgenomen door de mitochondriën. Om de glycolyse toch te laten lopen wordt pyruvaat dan omgezet in lactaat (melkzuur) door het enzym lactaatdehydrogenase (LDH). Het melkzuur wordt tijdelijk opgeslagen in de spieren en later bij beschikbaarheid van zuurstof weer teruggesluisd naar pyrodruivenzuur. Maar bij chronisch gebrek aan zuurstof wordt lactaat uitgescheiden, soms nog omgezet naar alcohol. Dit laatste is bijvoorbeeld het geval bij kroeskarper en goudvis, die langdurig in zuurstofarm water kunnen verkeren.

Anaerobe omstandigheden doen zich ook voor bij snelle spiercontracties. Spieren die speciaal ingericht zijn om energie te winnen uit anaerobe glycolyse hebben veel FG-(“fast glycolytic”)-spiervezels; dit in tegenstelling tot de SO-(slow oxidative)-vezels. De verhouding FG/SO-vezels (ook genoemd witte en rode vezels) verschilt systematisch tussen soorten afhankelijk van hun voortbeweging (hoge ratio bij kikkers ten opzichte van padden, konijnen t.o.v. hazen en kippen t.o.v. duiven). Sommige vissen (bijvoorbeeld tonijn) hebben zowel witte als rode spieren, met verschillende functies. Insecten hebben alleen rode spiervezels. Bij mensen zijn er aangeboren verschillen in de FG/SO-ratio, die bepalen of iemand zich kan ontwikkelen tot een goede zwemmer of goede wielrenner.