Pole tähtis, mida te praegu teete (näiteks seda artiklit lugedes), sest teie keha rakud on raskesti tööl, tehes rohkem kui teate. Nad kasutavad keemilistesse sidemetesse salvestatud energiat selleks, et teha kehas tööd, mis on vajalik teie elus ja funktsionaalseks hoidmiseks.
Kõiki teie kehas toimuvaid keemilisi reaktsioone nimetatakse ühiselt teie reaktsioonideks ainevahetus. Need reaktsioonid võivad olla kas spontaansed või mitte spontaansed ja võivad energiat neelata või energiat vabastada.
Energiat nõudvad reaktsioonid kasutavad energiat, mida annate kehale toidu söömisel. Söödud toitu lagundab keha, nii et teil on energiat mitmesuguste rakuprotsesside jaoks, sealhulgas kasvu ja parandamiseks.
Metaboolne rada võib liikuda mõlemas suunas: molekulide lagunemise või molekulide ehitamise suunas.
Mis on metaboolsed teed?
Ainevahetusrajad on keemiliste reaktsioonide jada, mis on mingil viisil ühendatud. Põhimõtteliselt võib ühe reaktsiooni produkt olla järgmise reaktant.
Metaboolseid teid on kahte tüüpi:
1. Kataboolne: Kataboolsed teed lõhustavad molekule ja vabastavad energiat. Näiteks sisaldab suhkru või rasvana söödav toit nende makromolekulide sidemetes energiat. Kui kompleksmolekul jaotatakse selle komponentideks, vabaneb nendesse sidemetesse salvestatud energia ja rakk saab seda kasutada.
2. Anaboolsed: Anaboolsed rajad ehitavad molekule väiksematest komponentidest ja vajavad energia sisestamist. Näiteks kui teie rakud peavad ehitamise protsessi kordamiseks tegema DNA-d, on see protsess anaboolne.
Katabolism: näide
Katabolismi üks oluline näide on glükoosi lagundamine energia saamiseks. Selle väga keeruka protsessi väga üldine võrrand hõlmab glükoosi (nagu magustoiduks olnud koogiviilu suhkru) jaotus süsinikdioksiidiks (mida välja hingate) ja veeks:
Suurem osa teie keha rakkudest saavad vajaliku energia läbi energia, mis rakendatakse glükoosi lagundamisel. The vaba energia selle protsessi kaudu (rakuhingamine) vabanev on ΔG ° = -2,880 kJ.
Rakus ei toimu see reaktsioon korraga, vaid ensüümide kasutamise etapis. Suur osa vabanevast energiast, mis teel vabaneb, kulub adenosiinitrifosfaadi ehk ATP valmistamiseks. ATP on raku energia "valuuta". ATP-d kasutatakse energia salvestamiseks seni, kuni rakk seda vajab.
Kui rakk vajab ATP-d, saab ta kasutada 31 kJ energia vabastamiseks ATP hüdrolüüsi ATP-st ADP-ks (adenosiindifosfaadiks). Selle abil saab lahtris midagi teha. Näiteks alaniini ja glütsiini (kaks aminohapet) ühendamine dipeptiidi moodustamiseks nõuab 29 kJ vaba energiat. Sellisena pole see spontaanne protsess.
Kui ensüüm seob ATP hüdrolüüsi dipeptiidi moodustumisega, saab reaktsiooni teha spontaanselt, kuna vaba energia muutus on siis -2 kJ.
Anabolism: näide
Kust ammutate oma energiat? Kust tuleb glükoos? Noh, see tuleb taimedest! Taimed toodavad suhkrut fotosünteesi käigus. Taimed kasutavad valguse energiat süsinikdioksiidi muutmiseks suhkruks:
See reaktsioon on põhimõtteliselt rakuhingamise vastand. Taimed talletavad osa sellest glükoosist ja saavad osa sellest ATP valmistamiseks. Kui sööd salatit, kasutab keha lõpuks selle toidu suhkruid, et see lõpuks lagundada ja ATP valmistada.