Nav svarīgi, ko jūs pašlaik darāt (piemēram, lasot šo rakstu), jo jūsu ķermeņa šūnas strādā daudz, nekā jūs zināt. Viņi izmanto enerģiju, kas uzkrāta ķīmiskajās saitēs, lai veiktu darbu ķermenī, kas nepieciešams, lai jūs uzturētu dzīvu un funkcionālu.
Visas ķīmiskās reakcijas, kas notiek jūsu ķermeņa iekšienē, kopā tiek dēvētas par jūsu vielmaiņa. Šīs reakcijas var būt vai nu spontānas, vai arī spontānas, un tās var absorbēt enerģiju vai atbrīvot enerģiju.
Reakcijas, kurām nepieciešama enerģija, izmanto enerģiju, ko dodat ķermenim, ēdot ēdienu. Ēdotais ēdiens tiek sadalīts jūsu ķermenī, lai jums būtu enerģija dažādiem šūnu procesiem, tostarp augšanai un atjaunošanai.
Metabolisma ceļš var virzīties jebkurā virzienā: uz molekulu sadalīšanos vai uz molekulu veidošanu.
Kādi ir vielmaiņas ceļi?
Metabolisma ceļi ir virkne ķīmisko reakciju, kas kaut kādā veidā ir saistītas. Būtībā vienas reakcijas produkts var būt nākamās reaktants.
Ir divu veidu metabolisma ceļi:
1. Katabolisms: Katabolisma ceļi noārda molekulas un atbrīvo enerģiju. Piemēram, pārtika, ko ēdat kā cukuru vai taukus, satur enerģiju šo makromolekulu saitēs. Sadalot komplekso molekulu tās sastāvdaļās, tiek atbrīvota enerģija, kas tika uzkrāta šajās saitēs, un šūna to var izmantot.
2. Anabolisks: Anaboliskie ceļi veido molekulas no mazākiem komponentiem un prasa enerģiju. Piemēram, kad jūsu šūnām ir jāveido DNS, lai atkārtotu būvniecības procesu, indivīds ir anabolisks.
Katabolisms: piemērs
Viens svarīgs katabolisma piemērs ir glikozes sadalīšana enerģijas iegūšanai. Ļoti vispārīgs šī ļoti sarežģītā procesa vienādojums ietver glikozes (piemēram, cukura kūka šķēlē, kas jums bija deserts) sadalījumu ar oglekļa dioksīdu (ko jūs izelpojat) un ūdeni:
Lielākā daļa jūsu ķermeņa šūnu iegūst nepieciešamo enerģiju caur enerģiju, kas tiek izmantota, sadaloties glikozei. The brīva enerģija izdalās šajā procesā (šūnu elpošana), ir ΔG ° = -2,880 kJ.
Šūnā šī reakcija nenotiek vienlaikus, bet gan vairāku posmu virknē, izmantojot fermentus. Liela daļa brīvās enerģijas, kas tiek atbrīvota ceļā, tiek izmantota adenozīna trifosfāta jeb ATP ražošanai. ATP ir šūnas enerģijas "valūta". ATP tiek izmantots enerģijas uzkrāšanai, līdz šūnai tas ir vajadzīgs.
Kad šūnai nepieciešama ATP, tā var izmantot ATP hidrolīzi no ATP uz ADP (adenozīna difosfātu), lai atbrīvotu 31 kJ enerģijas. To var izmantot, lai kaut ko izdarītu šūnā. Piemēram, savienojot alanīnu un glicīnu (divas aminoskābes), veidojot dipeptīdu, nepieciešama 29 kJ brīva enerģija. Tas pats par sevi nav spontāns process.
Tomēr, kad ferments savieno ATP hidrolīzi ar dipeptīdu veidošanos, reakciju var veikt spontāni, jo neto brīvās enerģijas izmaiņas tad ir -2 kJ.
Anabolisms: piemērs
Kur ņemat enerģiju? No kurienes rodas glikoze? Nu, tas nāk no augiem! Augi cukuru ražo fotosintēzes procesā. Augi izmanto gaismas enerģiju, lai oglekļa dioksīdu pārvērstu cukurā:
Šī reakcija būtībā ir pretēja šūnu elpošanai. Augi glabā daļu no šīs glikozes un daļu no tā var izmantot, lai izveidotu savu ATP. Ēdot salātus, jūsu ķermenis galu galā izmantos šajā ēdienā esošos cukurus, lai galu galā tos sadalītu un izveidotu ATP.