Nem számít, hogy mit csinálsz most (például elolvasod ezt a cikket), mert a tested sejtjei keményen dolgoznak többet, mint tudnád. A kémiai kötésekben tárolt energiát azért használják fel, hogy a testben olyan munkát végezzenek, amely szükséges az életben tartáshoz és a működőképességhez.
A testében bekövetkező összes kémiai reakciót együttesen az Ön reakciójának nevezzük anyagcsere. Ezek a reakciók lehetnek spontánok vagy nem spontánok, és elnyelik az energiát vagy felszabadíthatják az energiát.
Az energiát igénylő reakciók felhasználják azt az energiát, amelyet testének ad, amikor ételt fogyaszt. Az elfogyasztott ételt a test lebontja, így energiája van különféle sejtes folyamatokhoz, beleértve a növekedést és a helyreállítást.
Az anyagcsere útja mindkét irányban mozoghat: a molekulák lebontása vagy az építő molekulák felé.
Mik a metabolikus utak?
A metabolikus utak kémiai reakciók sora, amelyek valamilyen módon kapcsolódnak egymáshoz. Alapvetően az egyik reakció terméke lehet a következő reakciója.
Kétféle metabolikus út létezik:
1. Katabolikus: A katabolikus utak lebontják a molekulákat és felszabadítják az energiát. Például az étel, amelyet cukorként vagy zsírként fogyaszt, e makromolekulák kötéseiben energiát tartalmaz. Amikor a komplex molekulát összetevőire bontják, az ezekben a kötelékekben tárolt energia felszabadul, és a sejt felhasználhatja.
2. Anabolikus: Az anabolikus utak kisebb komponensekből építik fel a molekulákat, és energiát igényelnek. Például, amikor a sejtjeinek DNS-t kell készíteniük, hogy megismételjék az építkezés folyamatát, az egyén anabolikus.
Katabolizmus: Példa
A katabolizmus egyik fontos példája a glükóz lebontása energia előállítása céljából. Ennek a nagyon összetett folyamatnak egy nagyon általános egyenlete magában foglalja a glükóz (például a desszerthez szánt sütemény szeletében lévő cukor) szén-dioxiddá (amit kilélegzik) és vízben történő felosztását:
A tested sejtjeinek többsége a glükóz lebontásával kiaknázott energián keresztül kapja meg a szükséges energiát. A szabad energia ezen a folyamaton (sejtlégzés) felszabadulva ΔG ° = -2,880 kJ.
A sejtben ez a reakció nem egyszerre megy végbe, hanem több lépésben, enzimek alkalmazásával. Az út során felszabaduló szabad energia nagy részét adenozin-trifoszfát vagy ATP előállítására használják fel. Az ATP a cella energia "pénzneme". Az ATP-t addig tárolják az energiáig, amíg a sejtnek nincs rá szüksége.
Amikor a sejtnek ATP-re van szüksége, felhasználhatja az ATP ATP-ből ADP-vé (adenozin-difoszfáttá) történő hidrolízisét 31 kJ energia felszabadítására. Ezzel fel lehet használni valamit a cellában. Például az alanin és a glicin (két aminosav) összekapcsolása dipeptid képződéséhez 29 kJ szabad energiát igényel. Mint ilyen, ez nem spontán folyamat.
Amikor azonban egy enzim párosítja az ATP hidrolízist dipeptidképződéssel, a reakció spontán kivitelezhető, mivel a nettó szabad energia változás -2 kJ.
Anabolizmus: Példa
Honnan veszed az energiádat? Honnan származik a glükóz? Nos, növényekből származik! A növények a fotoszintézis során cukrot termelnek. A növények fényenergiát használnak a szén-dioxid cukorrá alakításához:
Ez a reakció alapvetően a sejtlégzés ellentéte. A növények a glükóz egy részét tárolják, és fel tudják használni saját ATP előállítására. Amikor megesz egy salátát, a test végül felhasználja az étel cukrát, hogy végül lebontja és ATP-t készítsen.