Metabolikus energia típusok, források, átalakítási folyamat

az metabolikus energiát ez az energia, amelyet minden élőlény az élelmiszerben (vagy tápanyagokban) lévő kémiai energiából szerez. Ez az energia alapvetően azonos minden sejt esetében; azonban az elérésének módja nagyon változatos.

Az ételeket különböző típusú biomolekulák alkotják, amelyek kémiai energiájukat a kötéseikben tárolják. Ily módon az élőlények képesek kihasználni az élelmiszerekben tárolt energiát, majd ezt az energiát más metabolikus folyamatokban is felhasználhatják.

Minden élő szervezetnek szüksége van energiára, hogy növekedjen és reprodukáljon, fenntartsa struktúráit és reagáljon a környezetre. Az anyagcsere magában foglalja az életet fenntartó kémiai folyamatokat, és lehetővé teszi a szervezetek számára, hogy a kémiai energiát a sejtek hasznos energiává alakítsák át.

Állatokban az anyagcsere lebontja a szénhidrátokat, lipideket, fehérjéket és nukleinsavakat, hogy kémiai energiát biztosítson. Másrészről a növények a Nap fényenergiáját kémiai energiává alakítják más molekulák szintetizálására; ezt a fotoszintézis során végezzük.

index

• 1 Az anyagcsere-reakciók típusai
• 2 Metabolikus energiaforrások
• 3 A kémiai energia metabolikus energiává történő átalakításának folyamata
  • 3.1 Oxidálás
• 4 Biztonsági mentés
• 5 Referenciák

Az anyagcsere-reakciók típusai

Az anyagcsere többféle típusú reakciót foglal magában, amelyek két nagy csoportba sorolhatók: a szerves molekulák lebomlásának reakciói és más biomolekulák szintézis reakciói..

A lebomlás metabolikus reakciói celluláris katabolizmus (vagy katabolikus reakciók). Ezek magukban foglalják az energiagazdag molekulák, például a glükóz és más cukrok (szénhidrátok) oxidációját. Mivel ezek a reakciók energiát szabadítanak fel, ezeket exergonikának nevezik.

Ezzel ellentétben a szintézis reakciók alkotják a celluláris anabolizmust (vagy anabolikus reakciókat). Ezek a molekulák redukciós eljárásait hajtják végre, hogy mások tárolódjanak tárolt energiában gazdag, például glikogénben. Mivel ezek a reakciók energiát fogyasztanak, az endergonikusnak nevezik.

Metabolikus energiaforrások

A metabolikus energia fő forrásai a glükóz molekulák és zsírsavak. Ezek olyan biomolekulák csoportját alkotják, amelyek energiára gyorsan oxidálódhatnak.

A glükóz molekulák többnyire az étrendben fogyasztott szénhidrátokból származnak, mint például a rizs, a kenyér, a tészta, a keményítőtartalmú zöldségek egyéb származékai között. Ha kevés a glükóz a vérben, akkor a májban tárolt glikogén molekulákból is beszerezhető.

Az elhúzódó gyorsaság vagy az energia további kiadását igénylő folyamatok során meg kell szerezni ezt az energiát a zsírszövetből, amelyet a zsírszövetből mobilizálnak..

Ezek a zsírsavak olyan metabolikus reakciók sorozatán mennek keresztül, amelyek aktiválják őket, és lehetővé teszik, hogy a mitokondriumok belsejébe szállítsanak, ahol oxidálódnak. Ezt a folyamatot zsírsavak β-oxidációjának nevezik, és ezeken a körülmények között akár 80% -os energiát is biztosít.

A fehérjék és zsírok az utolsó tartalék az új glükózmolekulák szintetizálására, különösen extrém böjtölés esetén. Ez a reakció anabolikus típusú, és glükoneogenezis néven ismert.

A kémiai energia metabolikus energiává történő átalakításának folyamata

Az élelmiszerek összetett molekulái, mint a cukrok, zsírok és fehérjék gazdag energiaforrások a sejtek számára, mivel az ilyen molekulák kialakításához felhasznált energia nagy része szó szerint tárolódik a kémiai kötéseken belül, amelyek együtt tartják őket.

A tudósok mérhetik az élelmiszerekben tárolt energia mennyiségét egy kalorimetriás szivattyúnak nevezett eszközzel. Ezzel a technikával az élelmiszer a kaloriméter belsejébe kerül, és addig fűthető, amíg éget. A reakció által kibocsátott felesleges hő közvetlenül arányos az élelmiszerben lévő energia mennyiségével.

A valóság az, hogy a sejtek nem működnek, mint a kaloriméterek. Ahelyett, hogy az energiát nagy reakcióban égetnék, a sejtek az oxidációs reakciók sorozatán keresztül lassan szabadítják fel az élelmiszer-molekuláikban tárolt energiát.

oxidáció

Az oxidáció egy olyan kémiai reakciót ír le, amelyben az elektronokat egy molekulából a másikba helyezik át, megváltoztatva a donor és az akceptor molekulák összetételét és az energia tartalmát. Az élelmiszer-molekulák elektron-donorként működnek.

Az élelmiszer bomlása során bekövetkező minden oxidációs reakció során a reakció terméke alacsonyabb energia-tartalommal rendelkezik, mint a donormolekula, amely előtte az útvonalon volt..

Ugyanakkor az elektron-akceptor molekulák az oxidációs reakció során elveszik az élelmiszer molekulából elveszett energia egy részét, és tárolják azt későbbi felhasználásra..

Végül, ha egy komplex szerves molekula szénatomjai teljesen oxidálódnak (a reakciólánc végén), szén-dioxid formájában szabadulnak fel..

A sejtek nem használják fel az oxidációs reakciók energiáját, amint felszabadul. Az történik, hogy kis, energiatartalmú molekulákká alakulnak át, mint például az ATP és a NADH, amelyek az egész sejtben felhasználhatók az anyagcsere fokozására és új sejtelemek építésére..

Tartalék erő

Amikor az energia bőséges, az eukarióta sejtek nagyobb, energiában gazdag molekulákat hoznak létre a felesleges energia tárolására.

A kapott cukrokat és zsírokat a sejtekben lerakódva tartják, amelyek közül néhány elég nagy ahhoz, hogy látható legyen az elektronmikroszkóppal.

Az állati sejtek szintén képesek glükóz elágazó polimereket (glikogén) szintetizálni, amelyek az elektronmikroszkópiával megfigyelhető részecskékké aggregálódnak. Egy sejt gyorsan mozgósíthatja ezeket a részecskéket, ha gyors energiára van szüksége.

Azonban normális körülmények között az emberek elegendő mennyiségű glikogént tárolnak, hogy egy energiát biztosítsanak. A növényi sejtek nem termelnek glikogént, hanem különböző glükózpolimereket ismertetnek keményítőként, amelyeket granulátumban tárolnak.

Ezenkívül mind a növényi sejtek, mind az állatok energiát tárolnak a zsírszintézis útjaiból származó glükóz származásával. Egy gramm zsír ugyanolyan mennyiségű glikogén energiáját közel hatszorosa, de a zsír energiája kevésbé elérhető, mint a glikogéné..

Mindazonáltal minden tárolórendszer fontos, mert a sejteknek mind rövid távú, mind hosszú távú energiakibocsátásra van szükségük..

A zsírokat cseppekben tárolják a sejtek citoplazmájában. Az emberek általában elég zsírt tárolnak, hogy több hétig energiával ellátják a sejtüket.

referenciák

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). Garland tudomány.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biokémia (8. kiadás). W. H. Freeman és Company
3. Campbell, N. & Reece, J. (2005). biológia (2. kiadás) Pearson Education.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. és Martin, K. (2016). Molekuláris sejtbiológia (8. kiadás). W. H. Freeman és Company.
5. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Élet: a biológia tudománya (7. kiadás). Sinauer Associates és W. H. Freeman.
6. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biológia (7. kiadás) Cengage Learning.
7. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). A biokémia alapjai: az élet a molekuláris szinten (5. kiadás). Wiley.