Општи принципи на метаболизмот

Фотографија од Холгер Линк на Unsplash

Општо земено, метаболизмот работи на следниов начин: Во зависност од побарувањата на организмот, се користат хранливи материи и се создаваат производи што човечкото тело не може повеќе да ги користи. Овие супстанции потоа се излачуваат преку дишење, урина, измет и пот. Како хетеротропско живо суштество, луѓето мораат да внесуваат хранливи материи однадвор. Не може да се грижи за себе како што прават растенијата преку фотосинтеза.

Метаболните процеси се претежно сложени синџири на биохемиска реакција, во текот на кои или се произведуваат високо-енергетски супстанции за складирање или се распаѓаат за да се генерира енергија. Значи, постои рамнотежа помеѓу таложењето и распаѓањето на биомасата, чиј фокус е прилагоден на тековните потреби на телото.

Важен принцип во метаболизмот се циклусите на реакција, т.е. синџирите на реакција кои работат во кругови (на пр. Циклусот на лимонска киселина). Почетните и крајните подлоги се ист материјал. Понатамошните реакции се спојуваат со претворање на супстанциите една во друга, во која енергијата, ковалентните врски на супстанциите се складираат во друга форма или се ослободува.

Аденозин трифосфат (АТП) е централна молекула во метаболизмот. Тоа е, така да се каже, енергетска валута на организмот. АТП е вклучен како извор на енергија во скоро сите метаболички процеси. АТП затоа е исто така извор на енергија за контракција на сите мускули во телото.

Хормоните играат клучна улога во регулирањето на метаболизмот. Ова станува особено јасно кај болести во кои производството на хормон е или зголемено или намалено.

Основни термини: метаболизам, катаболизам, анаболизам, меѓупроизводи, метаболити (кратки дефиниции)

метаболизам: Метаболизмот е синоним за метаболизам.

Катаболизам: Терминот катаболизам ги вклучува сите метаболички процеси под кои се распаѓа биомасата. Сложените молекули се разложуваат на поедноставни молекули. Целта на овие процеси е да се ослободи енергијата складирана во оваа биомаса (на пр. Маснотии или гликоген). Ова доведува до катаболни метаболички ситуации за време на глад или физички напор. Глукагон и адреналин се хормони со силен катаболички ефект.

Анаболизам: Спротивно на катаболизмот е анаболизам. Тука биомасата се гради по ингестија на храна. Почнувајќи од едноставни молекуларни структури, се синтетизираат посложени супстанции. Енергијата на храната се складира во што е можно кондензирана форма. На пример, мастите и гликогенот се таложеат. Инсулинот е класичен анаболен хормон.

Средно: Метаболизмот е структуриран на таков начин што неколку метаболички патишта или имаат одредена молекула како краен производ или започнуваат со оваа молекула. Овие таканаречени интермедијари (на пр. Ацетил-CoA) претставуваат средни станици. Во зависност од моменталната состојба (катаболна или анаболна), следните патеки се земаат од овие станици.

На пример, мастите и аминокиселините од храната може да се разложат на ацетил-CoA. Ако телото моментално мирува (анаболна ситуација), енергијата содржана во ова соединение се користи за синтеза на ендогени масти (синтеза на масни киселини) и гликоген (синтеза на гликоген). Енергијата се складира. Ако телото е под стрес (катаболна ситуација), ацетил-CoA се воведува во циклусот на лимонска киселина и се произведува АТП.

Метаболити: Метаболитите се супстанции што се јавуваат при метаболизмот во клетката. Тие се јавуваат преку ензимски катализирани реакции и можат да се појават во следните реакции.

Организација на метаболизмот

Метаболизмот може да се подели во поголеми групи. Значи, тука е метаболизмот на јаглени хидрати, масти и протеини. Овие три области не треба да се разгледуваат изолирани, бидејќи тие можат да се спојат во едни со други во некои точки преку формирање на интермедијари. Постојат низа други метаболички патишта, но овие три групи се особено важни.

Во сите три случаи, може да се забележи организација на високо сложени структури во едноставни молекули (или обратно). Во метаболизмот на јаглени хидрати, проголтаните шеќери се складираат во црниот дроб и мускулите, на пример во форма на високо разгранет гликоген. Доколку е потребна енергија, гликозата се ослободува од гликогенот и гликолизата создава средно ацетил-CoA. Ова потоа може да се користи во циклусот на лимонска киселина. Конечно, водата се формира во респираторниот ланец во митохондрионот, што е едноставна молекула на крајот од овој метаболички пат.

Фактот дека меѓупроизводите како ацетил-CoA се врската помеѓу метаболичките патеки може да се утврди од фактот дека распаѓањето на маснотиите од сложените триацилглицериди и некои протеини со исто така високо сложена терцијарна структура доведува до производство на оваа молекула. Во исто време, тоа е исто така почетна точка за синтеза на масни киселини. Ако, на пример, конзумирате особено голема количина јаглехидрати и не ја потрошите енергијата, се акумулира ацетил-CoA и се стимулира синтезата на масни киселини. Тука може да се забележи преминот од метаболизам на јаглени хидрати во маснотии.

Преглед на важни органски реакции

Постојат особено важни реакции во секој метаболички пат. Обично ова се реакции кои се на почетокот на ланецот на реакции. Во повеќето случаи тие се силно егергонични и затоа се неповратни. Доколку се инхибираат ензимите кои ги катализираат овие реакции на пејсмејкерот, метаболичките патишта може да се регулираат. Ова е секако привлечно за фармакологијата.

Една таква реакција е, на пример, фосфорилација на фруктоза-6-фосфат во позиција 1 од страна на ензимот фосфофруктокиназа. Тоа е чекор што ја ограничува стапката во гликолизата. Понатамошни примери на такви реакции се карбоксилацијата на ацетил-CoA во контекст на синтезата на масни киселини и дехидрогенацијата на глукоза-6-фосфат во патот на пентоза фосфат.

АТП и функцијата на органските фосфати (кратко објаснување)

Како што веќе споменавме, АТП е најважниот енергетски носач во биохемијата. Тоа е нуклеотид аденозин, кој е поврзан со три фосфатни групи (α, β, γ). Фосфатните групи се поврзани едни со други во серија и можат постепено да се разделуваат. Со расцепувањето на високо-енергетската киселина анхидридска врска се ослободува енергија што може да се искористи за понатамошни реакции.

Ова овозможува да се навали главата на миозин во мускулот, предизвикувајќи мускул да се стега. Исто така, важна функција на АТП е да дозволи реакции со позитивен ΔG. Поради спојувањето со расцепувањето на киселинската анхидридска врска со силно негативниот ΔG, збирот на ΔG на двете реакции станува негативен и со тоа станува возможен.

Покрај тоа, нуклеотидите ATP, GTP, CTP и TTP во нивната деоксигенирана форма се градежни блокови на ДНК. Фосфатите се потребни и во биохемијата за регулирање на протеините. Киназите можат да ги пренесат фосфатите во протеините и со тоа да ги активираат или инхибираат. Фосфатазите се противници што можат повторно да ги отстранат фосфатните групи.

Популарни прашања

Точните одговори може да се најдат под референците.

1. Што се однесува на ацетил-CoA?

Не може да се обработи понатаму во метаболизмот.
Тоа е средно ниво на многу метаболички патишта и на тој начин поврзува неколку патишта.
Тоа е крајниот производ на глуконеогенезата.
Не игра улога во метаболизмот на липидите.
Тоа е протеин.

2. Што не се однесува на АТП?

Кисело-анхидридните врски помеѓу фосфатните групи носат многу енергија.
Со разделување на АТП, може да се овозможат силни ендергонични реакции.
АТП игра централна улога во мускулната контракција.
Тоа помага да се изгради ДНК.
Гликозата е дел од АТП