Det betyder ikke noget, hvad du laver lige nu (som at læse denne artikel), fordi cellerne i din krop arbejder hårdt på mere end du kender. De bruger den energi, der er lagret i kemiske bindinger, for at udføre arbejde i kroppen, der er nødvendigt for at holde dig i live og funktionel.
Alle de kemiske reaktioner, der finder sted inde i din krop, betegnes samlet som din stofskifte. Disse reaktioner kan være enten spontane eller ikke spontane og kan absorbere energi eller frigive energi.
Reaktioner, der kræver energi, bruger den energi, du giver din krop, når du spiser mad. Den mad, du spiser, nedbrydes af din krop, så du har energi til forskellige cellulære processer, herunder vækst og reparation.
En metabolisk vej kan bevæge sig i begge retninger: mod nedbrydning af molekyler eller mod bygningsmolekyler.
Hvad er metaboliske veje?
Metaboliske veje er en række kemiske reaktioner, der er forbundet på en eller anden måde. Grundlæggende kan produktet fra den ene reaktion være reaktanten for den næste.
Der er to typer metaboliske veje:
1. Katabolisk: Kataboliske veje nedbryder molekyler og frigiver energi. For eksempel indeholder den mad, du spiser som sukker eller fedt, energi i disse makromolekylers bindinger. Når det komplekse molekyle opdeles i dets komponentdele, frigives energi, der blev lagret i disse bindinger, og kan bruges af cellen.
2. Anabolsk: Anabolske veje bygger molekyler fra mindre komponenter og kræver energiindgang. For eksempel, når dine celler har brug for at fremstille DNA for at replikere opbygningsprocessen, er individet processen anabolsk.
Katabolisme: Et eksempel
Et vigtigt eksempel på katabolisme er nedbrydningen af glukose for at skabe energi. En meget generel ligning af denne meget komplekse proces inkluderer nedbrydning af glukose (som sukkeret i det stykke kage, du havde til dessert) til kuldioxid (hvad du udånder) og vand:
De fleste af cellerne i din krop får den energi, de har brug for, gennem den energi, der udnyttes ved nedbrydning af glukose. Det fri energi frigivet gennem denne proces (cellulær respiration) er ΔG ° = -2.880 kJ.
I cellen finder denne reaktion ikke sted på én gang, men snarere i en række trin gennem anvendelse af enzymer. Meget af den frie energi, der frigives undervejs, bruges til at fremstille adenosintrifosfat eller ATP. ATP er energiens "valuta" i cellen. ATP bruges til at lagre energi, indtil cellen har brug for det.
Når cellen har brug for ATP, kan den bruge hydrolyse af ATP fra ATP til ADP (adenosindiphosphat) til at frigive 31 kJ energi. Dette kan bruges til at gøre noget i cellen. For eksempel kræver sammenføjning af alanin og glycin (to aminosyrer) til dannelse af et dipeptid 29 kJ fri energi. Som sådan er det ikke en spontan proces.
Når et enzym parrer ATP-hydrolyse med dipeptiddannelse, kan reaktionen imidlertid foretages spontant, da nettofri energiforandring derefter er -2 kJ.
Anabolisme: Et eksempel
Hvor får du din energi? Hvor kommer glukosen fra? Nå, det kommer fra planter! Planter fremstiller sukker gennem fotosyntese. Planter bruger lysenergi til at omdanne kuldioxid til sukker:
Denne reaktion er dybest set det modsatte af cellulær respiration. Planter opbevarer noget af denne glukose og kan bruge noget af det til at fremstille deres egen ATP. Når du spiser en salat, vil din krop ende med at bruge sukkeret i den mad til i sidste ende at nedbryde det og fremstille ATP.