Няма значение какво правите в момента (като четенето на тази статия), защото клетките в тялото ви усилено работят повече, отколкото знаете. Те използват енергията, съхранявана в химически връзки, за да вършат работа в тялото, която е необходима, за да ви поддържа живи и функционални.
Всички химични реакции, протичащи във вашето тяло, се наричат общо вашите метаболизъм. Тези реакции могат да бъдат или спонтанни, или не спонтанни и могат да абсорбират енергия или да отделят енергия.
Реакциите, които изискват енергия, използват енергията, която давате на тялото си, когато ядете храна. Храната, която ядете, се разгражда от тялото ви, така че да имате енергия за различни клетъчни процеси, включително растеж и възстановяване.
Метаболитният път може да се движи във всяка посока: към разпадане на молекули или към изграждане на молекули.
Какво представляват метаболитните пътища?
Метаболитните пътища са поредица от химични реакции, които са свързани по някакъв начин. По принцип продуктът на една реакция може да бъде реагентът на следващата.
Има два вида метаболитни пътища:
1. Катаболен: Катаболните пътища разграждат молекулите и освобождават енергия. Например храната, която ядете като захар или мазнина, съдържа енергия в връзките на тези макромолекули. Когато сложната молекула се разгради на съставни части, енергията, която се съхранява в тези връзки, се освобождава и може да бъде използвана от клетката.
2. Анаболен: Анаболните пътища изграждат молекули от по-малки компоненти и изискват влагане на енергия. Например, когато клетките ви трябва да направят ДНК, за да възпроизведат процеса на изграждане, процесът на индивида е анаболен.
Катаболизъм: Пример
Един важен пример за катаболизъм е разграждането на глюкозата за получаване на енергия. Много общо уравнение на този много сложен процес включва разграждането на глюкозата (като захарта в парче торта, която сте имали за десерт) до въглероден диоксид (това, което издишвате) и вода:
Повечето клетки в тялото ви получават енергията, от която се нуждаят, чрез енергията, която се използва от разграждането на глюкозата. The безплатна енергия освободен чрез този процес (клетъчно дишане) е ΔG ° = -2 880 kJ.
В клетката тази реакция не протича наведнъж, а по-скоро в поредица от стъпки чрез използването на ензими. Голяма част от свободната енергия, която се отделя по пътя, се използва за получаване на аденозин трифосфат или АТФ. АТФ е енергийната „валута“ на клетката. АТФ се използва за съхраняване на енергия, докато клетката се нуждае от нея.
Когато клетката се нуждае от АТФ, тя може да използва хидролизата на АТФ от АТФ в АДФ (аденозин дифосфат), за да освободи 31 kJ енергия. Това може да се използва, за да се направи нещо в клетката. Например, обединяването на аланин и глицин (две аминокиселини) за образуване на дипептид изисква 29 kJ свободна енергия. Като такъв той не е спонтанен процес.
Въпреки това, когато ензим свързва АТФ хидролиза с образуването на дипептид, реакцията може да бъде спонтанна, тъй като нетната промяна на свободната енергия е -2 kJ.
Анаболизъм: Пример
Откъде черпите енергията си? Откъде идва глюкозата? Е, идва от растения! Растенията правят захар чрез процеса на фотосинтеза. Растенията използват светлинна енергия, за да превърнат въглеродния диоксид в захар:
Тази реакция е основно противоположна на клетъчното дишане. Растенията съхраняват част от тази глюкоза и могат да използват част от нея, за да направят собствен АТФ. Когато ядете салата, тялото ви в крайна сметка ще използва захарите в тази храна, за да я разгради и да направи АТФ.