Det spiller ingen rolle hva du gjør akkurat nå (som å lese denne artikkelen) fordi cellene i kroppen din jobber hardt med å gjøre mer enn du vet. De bruker energien som er lagret i kjemiske bindinger for å utføre arbeid i kroppen som er nødvendig for å holde deg i live og funksjonell.
Alle de kjemiske reaksjonene som foregår inne i kroppen din blir referert til som din metabolisme. Disse reaksjonene kan være spontane eller ikke spontane og kan absorbere energi eller frigjøre energi.
Reaksjoner som krever energi, bruker energien du gir kroppen din når du spiser mat. Maten du spiser brytes ned av kroppen din slik at du har energi til forskjellige cellulære prosesser, inkludert vekst og reparasjon.
En metabolsk vei kan bevege seg i begge retninger: mot nedbrytning av molekyler eller mot bygningsmolekyler.
Hva er metabolske veier?
Metabolske veier er en serie kjemiske reaksjoner som er koblet sammen på en eller annen måte. I utgangspunktet kan produktet av den ene reaksjonen være reaktanten for den neste.
Det er to typer metabolske veier:
1. Katabolisk: Katabolske veier bryter ned molekyler og frigjør energi. For eksempel inneholder maten du spiser som sukker eller fett energi i bindingene til disse makromolekylene. Når det komplekse molekylet brytes ned i komponentdelene, frigjøres energi som ble lagret i disse bindingene og kan brukes av cellen.
2. Anabole: Anabole veier bygger molekyler fra mindre komponenter og krever energiinngang. For eksempel, når cellene dine trenger å lage DNA for å replikere byggeprosessen, er individet prosessen anabole.
Katabolisme: Et eksempel
Et viktig eksempel på katabolisme er nedbrytningen av glukose for å lage energi. En veldig generell ligning av denne svært komplekse prosessen inkluderer nedbrytning av glukose (som sukkeret i kakestykket du hadde til dessert) til karbondioksid (det du puster ut) og vann:
De fleste cellene i kroppen din får den energien de trenger gjennom energien som utnyttes fra nedbrytningen av glukose. De gratis energi frigjort gjennom denne prosessen (cellulær respirasjon) er ΔG ° = -2,880 kJ.
I cellen finner ikke denne reaksjonen sted samtidig, men snarere i en serie trinn gjennom bruk av enzymer. Mye av den frie energien som frigjøres underveis brukes til å lage adenosintrifosfat, eller ATP. ATP er energiens "valuta" i cellen. ATP brukes til å lagre energi til cellen trenger det.
Når cellen trenger ATP, kan den bruke hydrolyse av ATP fra ATP til ADP (adenosindifosfat) for å frigjøre 31 kJ energi. Dette kan brukes til å gjøre noe i cellen. For eksempel krever sammenføyning av alanin og glycin (to aminosyrer) for å danne et dipeptid 29 kJ fri energi. Som sådan er det ikke en spontan prosess.
Imidlertid, når et enzym kobler ATP-hydrolyse med dipeptiddannelse, kan reaksjonen gjøres spontan siden nettofri energiforandring da er -2 kJ.
Anabolisme: Et eksempel
Hvor får du energien din? Hvor kommer glukosen fra? Vel, det kommer fra planter! Planter lager sukker gjennom prosessen med fotosyntese. Planter bruker lysenergi for å omdanne karbondioksid til sukker:
Denne reaksjonen er i utgangspunktet det motsatte av cellulær respirasjon. Planter lagrer noe av denne glukosen og kan bruke noe av den til å lage ATP av seg selv. Når du spiser en salat, vil kroppen din ende opp med å bruke sukker i den maten for til slutt å bryte den ned og lage ATP.