რამდენად მნიშვნელოვანია ქიმიური ობლიგაციები მეტაბოლიზმში

არ აქვს მნიშვნელობა რას აკეთებთ ახლა (მაგალითად, ამ სტატიის წაკითხვა), რადგან თქვენს ორგანიზმში უჯრედები რთულად მუშაობენ იმაზე მეტს, ვიდრე თქვენ იცით. ისინი იყენებენ ენერგიას, რომელიც ქიმიურ ობლიგაციებში ინახება, სხეულში სამუშაოს შესასრულებლად, რაც საჭიროა თქვენი სიცოცხლისა და ფუნქციონირებისთვის.

თქვენს ორგანიზმში მომხდარი ყველა ქიმიური რეაქცია ერთობლივად მოიხსენიება როგორც თქვენი მეტაბოლიზმი. ეს რეაქციები შეიძლება იყოს სპონტანური ან არა სპონტანური და შეიძლება ენერგია აღიქვას ან გაათავისუფლოს ენერგია.

რეაქციები, რომლებიც ენერგიას მოითხოვს, იყენებს ენერგიას, რომელსაც თქვენ სხეულს ანიჭებთ საკვების მიღების დროს. საკვები, რომელსაც მიირთმევთ, იშლება თქვენი სხეულის მიერ ისე, რომ ენერგია გქონდეთ სხვადასხვა უჯრედული პროცესებისთვის, ზრდის ჩათვლით და აღსადგენად.

მეტაბოლური გზა შეიძლება გადაადგილდეს ორივე მიმართულებით: მოლეკულების დაშლისკენ ან შენობის მოლეკულებისკენ.

მეტაბოლური გზები არის მთელი რიგი ქიმიური რეაქციები, რომლებიც დაკავშირებულია გარკვეულწილად. ძირითადად, ერთი რეაქციის პროდუქტი შეიძლება იყოს მომდევნო რეაქტორი.

მეტაბოლური გზების ორი ტიპი არსებობს:

1. კატაბოლური: კატაბოლური გზები არღვევს მოლეკულებს და გამოყოფს ენერგიას. მაგალითად, საკვები, რომელსაც შაქრის ან ცხიმის სახით იყენებთ, შეიცავს ენერგიას ამ მაკრომოლეკულების ობლიგაციებში. როდესაც რთული მოლეკულა დაყოფილია მის შემადგენელ ნაწილებად, ენერგია, რომელიც ამ კავშირებში იყო შენახული, გამოიყოფა და მისი გამოყენება უჯრედის მიერ შეიძლება.

2. ანაბოლური: ანაბოლური გზები ქმნიან მოლეკულას მცირე კომპონენტებისგან და საჭიროებენ ენერგიის მიღებას. მაგალითად, როდესაც თქვენს უჯრედებს დნმ-ის გაკეთება სჭირდებათ მშენებლობის პროცესის გამეორების მიზნით, ინდივიდუალური პროცესი ანაბოლურია.

კატაბოლიზმის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მაგალითია გლუკოზის დაშლა ენერგიის წარმოქმნის მიზნით. ამ ძალიან რთული პროცესის ზოგადი განტოლება მოიცავს გლუკოზის დაშლას (მაგალითად, შაქრის ნამცხვრის ნაჭერში, რომელიც დესერტად გქონდათ) ნახშირორჟანგამდე (რაც ამოისუნთქეთ) და წყალი:

თქვენი სხეულის უჯრედების უმეტესობა საჭირო ენერგიას იღებს გლუკოზის დაშლის შედეგად გამოყოფილი ენერგიის მეშვეობით. უფასო ენერგია ამ პროცესით (უჯრედული სუნთქვა) გამოყოფილია ΔG ° = -2,880 კჯ.

უჯრედში ეს რეაქცია არ ხდება ერთდროულად, არამედ მთელი რიგი ნაბიჯებით ფერმენტების გამოყენებით. თავისუფალი ენერგიის დიდი ნაწილი, რომელიც გზაზე გამოიყოფა, გამოიყენება ადენოზინტრიფოსფატის, ან ATP– ის დასამზადებლად. ATP არის უჯრედის ენერგეტიკული "ვალუტა". ATP გამოიყენება ენერგიის შესანახად, სანამ უჯრედი არ საჭიროებს მას.

როდესაც უჯრედს სჭირდება ATP, მას შეუძლია გამოიყენოს ATP– ის ჰიდროლიზი ATP– დან ADP– ში (ადენოზინის დიფოსფატი) 31 კჯ ენერგიის გამოსათავისუფლებლად. ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას საკანში რაიმეს გასაკეთებლად. მაგალითად, ალანინისა და გლიცინის (ორი ამინომჟავა) შეერთება დიპეპტიდის წარმოქმნით, საჭიროა 29 კჯ თავისუფალი ენერგია. როგორც ასეთი, ეს არ არის სპონტანური პროცესი.

ამასთან, როდესაც ფერმენტი ატფ – ის ჰიდროლიზს წყვეტს დიპპტიდის წარმოქმნით, რეაქცია შეიძლება გაკეთდეს სპონტანურად, ვინაიდან წმინდა თავისუფალი ენერგიის ცვლილებაა –2 კჯ.

საიდან იღებთ თქვენს ენერგიას? საიდან მოდის გლუკოზა? ეს მცენარეებიდან მოდის! მცენარეები შაქარს ამზადებენ ფოტოსინთეზის პროცესით. მცენარეები იყენებენ სინათლის ენერგიას ნახშირორჟანგის შაქრად გადასაკეთებლად:

ეს რეაქცია ძირითადად უჯრედული სუნთქვის საწინააღმდეგოა. მცენარეები ინახავენ ამ გლუკოზას ზოგიერთ ნაწილს და მისი ნაწილის გამოყენება ატფ-ის დასამზადებლად შეუძლიათ. როდესაც სალათს მიირთმევთ, თქვენი სხეული საბოლოოდ გამოიყენებს ამ საკვებში შაქრების გამოყენებას, რათა საბოლოოდ დაანგრიოს და გახდეს ATP.