Nesvarbu, ką darote šiuo metu (pavyzdžiui, skaitote šį straipsnį), nes jūsų kūno ląstelės sunkiai dirba daugiau, nei žinote. Jie naudoja cheminėse jungtyse sukauptą energiją, kad atliktų darbą kūne, kuris reikalingas tam, kad išlaikytumėte gyvą ir funkcionalų.
Visos jūsų kūno viduje vykstančios cheminės reakcijos bendrai vadinamos jūsų medžiagų apykaita. Šios reakcijos gali būti spontaniškos arba savaiminės ir gali sugerti energiją arba išlaisvinti energiją.
Energijos reikalaujančiose reakcijose naudojama energija, kurią duodate savo kūnui, kai valgote maistą. Valgomas maistas yra suskaidomas jūsų kūno, kad turėtumėte energijos įvairiems ląstelių procesams, įskaitant augimą ir atstatymą.
Medžiagų apykaitos kelias gali judėti bet kuria kryptimi: link molekulių skaidymo arba link molekulių statybų.
Kas yra metaboliniai keliai?
Metabolizmo keliai - tai tam tikru būdu sujungtų cheminių reakcijų serija. Iš esmės vienos reakcijos produktas gali būti kitos reaktantas.
Yra dviejų tipų metabolizmo keliai:
1. Katabolizmas: Kataboliniai keliai skaido molekules ir išskiria energiją. Pavyzdžiui, maiste, kurį valgote kaip cukrų ar riebalą, yra energijos šių makromolekulių ryšiuose. Kai kompleksinė molekulė suskaidoma į komponentines dalis, išsiskiria energija, kuri buvo sukaupta tuose ryšiuose, ir ląstelė gali ją panaudoti.
2. Anaboliniai: Anaboliniai keliai sukuria molekules iš mažesnių komponentų ir reikalauja energijos. Pvz., Kai jūsų ląstelėms reikia pagaminti DNR, kad būtų galima pakartoti statybos procesą, asmuo yra anabolinis.
Katabolizmas: pavyzdys
Vienas svarbus katabolizmo pavyzdys yra gliukozės skaidymas siekiant energijos. Labai bendra šio labai sudėtingo proceso lygtis apima gliukozės (pvz., Cukraus torto gabalėlyje, kurį turėjote desertui), suskaidymą į anglies dioksidą (ką iškvepiate) ir vandenį:
Dauguma jūsų kūno ląstelių gauna reikalingą energiją per energiją, kuri panaudojama skaidant gliukozę. laisvos energijos išsiskiriantis per šį procesą (ląstelių kvėpavimas) yra ΔG ° = -2,880 kJ.
Ląstelėje ši reakcija vyksta ne iš karto, o atliekant kelis fermentų naudojimo etapus. Didžioji dalis laisvos energijos, išsiskiriančios pakeliui, naudojama adenozino trifosfatui arba ATP gaminti. ATP yra ląstelės energijos „valiuta“. ATP naudojama energijai kaupti, kol ląstelei jos prireiks.
Kai ląstelei reikia ATP, ji gali panaudoti ATP hidrolizę iš ATP į ADP (adenozino difosfatą), kad išsiskirtų 31 kJ energijos. Tai gali būti naudojama norint ką nors padaryti kameroje. Pavyzdžiui, sujungiant alaniną ir gliciną (dvi aminorūgštis), kad susidarytų dipeptidas, reikia 29 kJ laisvos energijos. Tai nėra savaiminis procesas.
Tačiau kai fermentas susieja ATP hidrolizę su dipeptido susidarymu, reakciją galima atlikti savaime, nes grynasis laisvosios energijos pokytis tada yra -2 kJ.
Anabolizmas: pavyzdys
Iš kur semiatės energijos? Iš kur gliukozė? Na, jis gaunamas iš augalų! Augalai gamina cukrų fotosintezės proceso metu. Augalai naudoja šviesos energiją anglies dvideginiui paversti cukrumi:
Ši reakcija iš esmės yra priešinga ląstelių kvėpavimui. Augalai kaupia dalį šios gliukozės ir gali dalį jos panaudoti savo ATP gaminti. Kai valgysite salotas, jūsų kūnas galiausiai panaudos tame maiste esančius cukrus, kad galiausiai jį suskaidytų ir pagamintų ATP.