مسیر گلیکولیز

مسیر گلیکولیز با برداشت گلوکز از محیط خارج سلولی شروع می شود و در ادامه طی فرایندهای مشخصی در درون سیتوپلاسم سلول به 2 مولکول پیروات و تعداد زیاد دیگری محصولات حد واسط تبدیل می شود. مسیر گلیکولیز، مسیری تقریبا ناکارآمد برای تولید ATP می باشد چراکه تنها دو مولکول ATP در ازای عهر مولکول گلوکز تولید می کند. اما با این حال، یکی از مزیت های برجسته ی این مسیر تولید محصولات حدواسط ارزشمندی مانند NADH است که در نتیجه ی فرآیند کاهش NAD+ تولید می شود. مولکول NADH به عنوان کوفاکتور بسیاری از آنزیم ها مورد استفاده قرار می گیرد. در عین حال سلول ها برای حفظ چرخه ی گلیکولز، با تبدیل پیروات به لاکتات، سطح NAD+ را حفظ می کنند.

ایمونومتابولیسم چیست؟ بیشتر بخوانید…

علاوه بر این، مسیر گلیکولز نقشی کلیدی در تولید مواد واسطه که برای سنتز مواد بیولوژیک مورد استفاده قرار می گیرند دارد. برای مثال، تولید ریبوز برای نوکلئوتیدها (glucose-6-phosphate into pentose phosphase)، آمینواسید (3-phosphoglycerate into the serine biosynthetic
pathway)، و اسیدچرب (pyruvate into the TCA cycle for citrate).

به علاوه، بسیاری از سیگنال های سلولی مانند PI3K و یا MAPK مسیر گلیکولیز را تقویت می کنند.

به این دلایل، گلیکولیز نقش پر رنگ و برجسته ای در متابولیسم سلولی و تقسیمات سلولی دارد.

نقش گلیکولیز در تغییر فنوتایپینگ سلول های ایمنی

نقش گلیکولیز در تغییر برنامه ریزی سلولی در سلول های Th17 گزارش شده است. مطالعات نشان داده است که مهار گلیکولیز از طریق 2-deoxyglucose، موجب چرخش سلول های Th17 به Treg (سلول های T تنظیمی) می شود. در نقطه ی مقابل اما، تشدید فعالیت مسیر پیام رسانی mTOR که منجر به افزایش گلیکولیز در سلول های Treg محیطی می شود، ممکن است بقا و تعهد این رده ی سلولی را مختل کند. این مطالعات بر ارتباط بین متابولیسم و فنوتایپ سلول های ایمنی تأکید می کند، همانطور که گلیکولیز و HIF1α منجر به افزایش فنوتایپ التهابی در سلول های ایمنی می شود.

مسیر فسفریلاسیون اکسیداتیو اما، بیشتر با فنوتایپ ضد التهابی (anti-inflammatory) مرتبط است. هرچند مطالعات اخیر نشان داده است که سلول های Treg نیز می توانند از گلیکولیز استفاده کنند که خود نشان دهنده ی این موضوع است که ممکن است گلیکولیز فقط با فنوتایپ التهابی مرتبط نباشد.

یکی دیگر از جنبه های جذاب گلیکولیز در سلول های فعال شده ی سیستم ایمنی، نقش آنزیم GAPDH (glyceraldehyde 3-phosphate dehedrogenase) می باشد. آنزیم GAPDH که بیان تقریبا بالایی در تمامی بافت های بدن دارد و یک housekeeping ژن به حساب می آید، برای شکستن گلوکز و تولید انرژی از مورد استفاده ی سلول قرار می گیرد.

مطالعات نشان داده است که در سلول های Th1، آنزیم GAPDH به mRNA کد کننده ی اینترفورن گاما متصل میشود و ترجمه و در نتیجه تولید این سایتوکاین را مهار می کند. اما زمانی که گلیکولیز شروع میشود، GAPDH از mRNA سایتوکاین اینترفورن گاما جدا می شود و در نتیجه این سایتوکاین ضروری سیستم ایمنی تولید می شود. علاوه بر این آنزیم GAPDH می تواند در جهت تولید ATP بیشتر به مسیر گلیکولیز کمک بکند. این یافته ها حاکی از نقش محوری ایمونومتابولیسم در ایمنی بدن دارد.

ایمونولوژی تودی؛ بزرگترین جامعه ایمونولوژی کشور