Hücreler, yaşamla ilgili tüm özelliklere sahip en küçük canlı birimleridir. Bu tanımlayıcı özelliklerden biri, metabolizmaveya hayatta kalmak ve nihayetinde üremek için gerekli biyokimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için çevreden toplanan moleküllerin veya enerjinin kullanılması.
Genellikle metabolik yollar olarak adlandırılan metabolik süreçler, aşağıdakilere ayrılabilir: anabolikveya yeni moleküllerin sentezini içerenler ve katabolikmevcut moleküllerin parçalanmasını içerir.
Halk dilinde, anabolik süreçler bir ev inşa etmek ve pencere ve pencere gibi şeyleri değiştirmekle ilgilidir. gerektiği gibi oluklar ve katabolik süreçler evin yıpranmış veya kırılmış parçalarını almakla ilgilidir. zapt etmek. Bunlar doğru hızda uyum içinde yapılırsa, ev mümkün olduğu kadar istikrarlı bir durumda var olacaktır, ancak asla pasif olarak olmayacaktır.
Metabolizmaya Genel Bakış
Hücreler ve oluşturdukları dokular sürekli olarak "çift yönlü" metabolizma, yani bazı şeyler anabolik bir yönde akarken, diğerleri ters yönde gidiyor.
Bu, belki de tüm organizmalar düzeyinde daha belirgindir: glikoz köpeğinize yetişmek için koşarken (katabolik süreç), önceki gün elinizdeki kağıt kesiği iyileşmeye devam eder (anabolik süreç). Ancak aynı ikilik bireysel hücrelerde iş başındadır.
Hücresel reaksiyonlar, adı verilen özel küresel protein molekülleri tarafından katalize edilir. enzimlerTanımı gereği kimyasal reaksiyonlara sonunda kendilerini değiştirmeden katılanlar. Tepkileri büyük ölçüde hızlandırırlar - bazen binin üzerinde bir faktörle - ve böylece işlev görürler. katalizörler.
anabolik reaksiyonlar genellikle bir enerji girişi gerektirir ve bu nedenle endotermik (gevşek tercüme, "içeri ısı"). Bu mantıklı; Yiyecek alımınız genellikle belirli bir aktivitenin yoğunluğuna ve süresine göre ölçeklendiğinden, yemek yemeden kas geliştiremez veya geliştiremezsiniz.
katabolik reaksiyonlar genellikle ekzotermik ("dışarıya ısı") ve çoğu hücre tarafından kullanılan enerjiyi serbest bırakır. adenosin trifosfat (ATP) ve diğer metabolik süreçler için kullanılır.
Metabolizmanın Substratları
Vücudun ana yapısal elemanları ve yakıt, doku büyümesi ve replasmanı için ihtiyaç duyduğu moleküller aşağıdakilerden oluşur: monomerlerveya daha büyük bir bütün içinde küçük yinelenen birimler polimer.
Bu birimler, depolama yakıtının uzun zincirleri halinde düzenlenmiş glikoz moleküllerinde olduğu gibi aynı olabilir. glikojenveya benzer olabilir ve "tatlar" içinde gelebilirler. nükleik asitler ve onları oluşturan nükleotidler.
üç büyük makro besin sınıfları makro moleküller adı verilen insan beslenmesinde karbonhidratlar, proteinler ve yağlar, her biri kendi monomer türünden oluşur.
Glikoz, her canlı hücrenin onu enerji için metabolize etme yeteneğine sahip olduğu, Dünyadaki tüm yaşamın temel substratıdır. Belirtildiği gibi, glikoz molekülleri, insanlarda esas olarak kas ve karaciğerde bulunan glikojeni oluşturmak için "zincirlere" bağlanabilir. Proteinler, 20 farklı kaptan alınan monomerlerden oluşur. amino asitler.
Yağlar polimer değildir çünkü üç bileşenden oluşurlar. yağ asitleri üç karbonlu molekülün bir "omurgasına" bağlı gliserol. Büyüdüklerinde veya küçüldüklerinde, bu, yağ asidi zincirlerinin uçlarına atomların eklenmesi veya çıkarılması yoluyla gerçekleşir, dikey kısmı aynı boyutta kalan, ancak yatay çubukların farklı olduğu büyük bir "E" gibi. uzunluk.
Anabolik Metabolizma Nedir?
Sınırsız büyüklükte bir kutu oyuncak yapı taşı verildiğini düşünün. Birçoğu renkleri dışında aynıdır; diğerleri farklı boyutlardadır, ancak birleştirilebilirler; yine de diğerleri, seçtiğiniz yapılandırma ne olursa olsun bağlanmak için tasarlanmamıştır. Örneğin üç ila beş parça içeren özdeş yapılar oluşturabilir ve bunları, bu yapıların bağlantı noktaları da aynı olacak şekilde birbirine bağlayabilirsiniz.
Bu, esasen eylem halindeki anabolik metabolizmadır. Üç ila beş oyuncak parçasından oluşan bireysel gruplar "monomerleri" temsil eder ve bitmiş ürün, "polimer." Ve hücrelerde, parçaları bir araya getirme işini elleriniz yerine enzimler yönlendirir. süreç. Her iki durumda da kilit nokta, daha karmaşık (ve genellikle daha büyük boyutta) moleküller üretmek için bir enerji girişidir.
Anabolik süreçlerin örnekleri arasında protein sentezine ek olarak, glukoneogenez (çeşitli yukarı akış substratlarından glikoz sentezi), yağ asitlerinin sentezi, lipogenez (yağ asitlerinden ve gliserolden yağların sentezi) ve oluşumu üre ve keton cisimleri.
Katabolik Metabolizma Nedir?
Çoğu zaman, katabolik süreçler, bireysel reaksiyonlar düzeyinde, çoğu aynı olmasına rağmen, basitçe tersine işleyen karşılık gelen anabolik reaksiyonlar değildir. Genellikle, farklı enzimler söz konusudur.
Örneğin, ilk adım glikoliz (glukoz katabolizması) enzim sayesinde glukoza bir fosfat grubunun eklenmesidir. heksokinaz, glikoz-6-fosfat oluşturmak için. Ancak glukoneogenezin son aşaması olan fosfatın glikoz-6-fosfattan glikozu oluşturmak için çıkarılması, glikoz-6-fosfataz tarafından katalize edilir.
Vücudunuzda devam eden diğer hayati katabolik süreçler şunlardır: glikojenoliz (kas veya karaciğerde glikojenin parçalanması), lipoliz (gliserolden yağ asitlerinin uzaklaştırılması), beta oksidasyonu (yağ asitlerinin "yanması") ve ketonların, proteinlerin veya tek tek amino asitlerin bozunması.
Anabolik ve Katabolik Metabolizma Dengesini Korumak
Vücudu gerçek zamanlı olarak ihtiyaçlarıyla uyumlu tutmak, yüksek derecede tepki ve koordinasyon gerektirir. Anabolik ve katabolik reaksiyonların hızları, hücrenin belirli bir bölümüne mobilize edilen enzim veya substrat miktarı değiştirilerek veya geribildirim engellemebir ürünün birikmesi, reaksiyonun yukarı yönde daha yavaş ilerlemesini işaret eder.
Ayrıca ve daha da önemlisi, metabolizmayı bütünsel olarak görselleştirme açısından, bir makrobesin yolundan gelen substratlar, gerektiğinde diğerine aktarılabilir.
Yolların bu entegrasyonuna bir örnek, alanin ve glutamin amino asitlerinin proteinlerin yapı taşları olarak hizmet etmenin yanı sıra glukoneogeneze de girebilmesidir. Bunun olması için, enzimler tarafından işlenen azotlarını atmaları gerekir. transaminazlar.
- Bir lipoliz ürünü olan gliserol, gevşek bir anlamda yağdan şeker almanın bir yolu olan glukoneogenez yoluna da girebilir. Ancak bugüne kadar, yağ asidi oksidasyon ürünlerinin glukoneogeneze girebileceğine dair bir kanıt yoktur.
Fiziksel Egzersiz: Kas Büyümesi ve Yağ Kaybı
Fiziksel uygunluk, insanların genellikle isteğe bağlı egzersiz yapma lüksüne sahip olduğu ülkelerde önemli bir kamu sorunudur.
Yaygın yöntemlerin çoğu, kas kütlesi oluşturmak için ağırlık kaldırmak (anabolik) gibi, şu veya bu süreç yönünde güçlü bir şekilde hedeflenir. egzersizler) veya "kardiyo" için eliptik bir antrenör veya koşu bandı kullanmak ve kilo kaybı için yağsız veya yağlı vücut kütlesini (veya vücut ağırlığını) atmak (katabolik egzersizler).
Hareket halindeki her iki sistemin bir örneği, 42,2 km'lik (26,2 mil) bir yarışa hazırlanan ve koşan bir maraton koşucusudur. Bir hafta önce, birçok insan çaba için dinlenirken kasıtlı olarak karbonhidrat açısından zengin gıdalara yükleniyor.
Günlük koşu antrenmanları ve katabolize edilmiş yakıtı değiştirme ihtiyacı nedeniyle, bu sporcular yüksek seviyelere sahiptir. kaslarının ve karaciğerinin olağandışı bir şekilde glikojeni sentezlemesine izin veren glikojen sentaz enziminin aktivitesinin hırs.
Maraton sırasında, bu glikojen, koşucuya saatlerce güç sağlamak için glikoza dönüştürülür. atletler genellikle etkinlik boyunca glikoz kaynakları (örneğin spor içecekleri) alırlar. duvar."
- Vücudun yağ asitlerinden glikoz üretememesi, karbonhidratların yaşam için kritik olarak kabul edilmesinin nedenidir. yüksek yoğunluklu, sürekli egzersiz, çünkü yağ asitlerinin beta oksidasyonu, ayak uydurmak için yeterli ATP ile sonuçlanmaz. metabolik ihtiyaçlar.