Det spelar ingen roll vad du gör just nu (som att läsa den här artikeln) eftersom cellerna i din kropp arbetar hårt mer än du vet. De använder den energi som lagras i kemiska bindningar för att göra det arbete i kroppen som behövs för att hålla dig vid liv och funktionell.
Alla kemiska reaktioner som äger rum inne i kroppen kallas kollektivt din ämnesomsättning. Dessa reaktioner kan antingen vara spontana eller inte spontana och kan absorbera energi eller frigöra energi.
Reaktioner som kräver energi använder den energi du ger din kropp när du äter mat. Maten du äter bryts ner av kroppen så att du har energi för olika cellulära processer, inklusive tillväxt och reparation.
En metabolisk väg kan röra sig i båda riktningarna: mot nedbrytning av molekyler eller mot byggnadsmolekyler.
Vad är metaboliska vägar?
Metaboliska vägar är en serie kemiska reaktioner som är kopplade på något sätt. I grund och botten kan produkten av en reaktion vara reaktanten för nästa.
Det finns två typer av metaboliska vägar:
1. Katabolisk: Kataboliska vägar bryter ner molekyler och frigör energi. Till exempel innehåller maten du äter som socker eller fett energi i bindningarna i dessa makromolekyler. När den komplexa molekylen bryts ned i dess komponentdelar frigörs energi som lagrades i dessa bindningar och kan användas av cellen.
2. Anabol: Anabola vägar bygger molekyler från mindre komponenter och kräver energi. Till exempel, när dina celler behöver skapa DNA för att replikera byggprocessen, är individen processen anabol.
Katabolism: Ett exempel
Ett viktigt exempel på katabolism är nedbrytningen av glukos för att skapa energi. En mycket allmän ekvation av denna mycket komplexa process inkluderar nedbrytningen av glukos (som sockret i skivkakan du hade till efterrätt) till koldioxid (vad du andas ut) och vatten:
De flesta celler i din kropp får den energi de behöver genom den energi som utnyttjas från nedbrytningen av glukos. De fri energi frigörs genom denna process (cellulär andning) är ΔG ° = -2,880 kJ.
I cellen sker denna reaktion inte på en gång utan snarare i en serie steg genom användning av enzymer. Mycket av den fria energin som släpps ut på vägen används för att tillverka adenosintrifosfat eller ATP. ATP är energin "valuta" i cellen. ATP används för att lagra energi tills cellen behöver det.
När cellen behöver ATP kan den använda hydrolysen av ATP från ATP till ADP (adenosindifosfat) för att frigöra 31 kJ energi. Detta kan användas för att göra något i cellen. Exempelvis kräver sammanfogning av alanin och glycin (två aminosyror) för att bilda en dipeptid 29 kJ fri energi. Som sådan är det inte en spontan process.
Men när ett enzym kopplar ihop ATP-hydrolys med dipeptidbildning kan reaktionen göras spontant eftersom nettofri energiförändring då är -2 kJ.
Anabolism: Ett exempel
Var får du din energi? Var kommer glukosen ifrån? Tja, det kommer från växter! Växter gör socker genom fotosyntesprocessen. Växter använder ljusenergi för att omvandla koldioxid till socker:
Denna reaktion är i princip motsatsen till cellulär andning. Växter lagrar en del av denna glukos och kan använda en del av den för att göra ATP av sig själv. När du äter en sallad kommer kroppen att sluta använda sockerarterna i den maten för att i slutändan bryta ner den och göra ATP.