Metabolinen energia

Mikä on aineenvaihdunta energiaa?

Se Metabolinen energia Se on kaikkien elävien olentojen saamat energia. Tämä energia on periaatteessa sama kaikille soluille; Tapa saada on kuitenkin hyvin monipuolinen.

Elintarvikkeet muodostuu erityyppisissä biomolekyyleissä, joiden linkityksissä on kemiallinen energia. Tällä tavoin organismit voivat hyödyntää elintarvikkeissa varastoituja ruokia ja käyttää tätä energiaa muissa aineenvaihduntaprosesseissa.

Kaikki elävät organismit tarvitsevat energiaa kasvattaa ja lisääntyä, ylläpitää rakenteitaan ja reagoida ympäristöön. Aineenvaihdunta kattaa kemialliset prosessit, jotka tukevat elämää ja joka antaa organismeille mahdollisuuden muuttaa kemiallista energiaa hyödylliseksi energiaksi soluille.

Eläimissä aineenvaihdunta hajottaa hiilihydraatit, lipidit, proteiinit ja nukleiinihappot kemiallisen energian aikaansaamiseksi. Kasvit puolestaan ​​muuntaa auringon valaistus kemialliseksi energiaksi muiden molekyylien syntetisoimiseksi; Tämä tapahtuu fotosynteesiprosessin aikana.

Metabolisten reaktioiden tyypit

Metabolia sisältää monentyyppisiä reaktioita, jotka voidaan ryhmitellä kahteen suureen luokkaan: orgaanisten molekyylien hajoamureaktiot ja muiden biomolekyylien synteesireaktiot.

Katabolismi

Metabolisen hajoamisreaktiot muodostavat solukatabolismin (tai kataboliset reaktiot)). Näihin sisältyy energiarikkaiden molekyylien hapettuminen, kuten glukoosi ja muut sokerit (hiilihydraatit). Kun nämä reaktiot vapauttavat energiaa, niitä kutsutaan exergonisiksi.

Anabolismi

Sitä vastoin synteesireaktiot muodostavat solujen anabolismin (tai anaboliset reaktiot)). Nämä suorittavat molekyylien vähentämisprosessit muille, joilla on runsaasti varastoituja energiaa, kuten glykogeenia. Koska nämä reaktiot kuluttavat energiaa, niitä kutsutaan Enderille.

Metaboliset energialähteet

Tärkeimmät aineenvaihduntaenergian lähteet ovat:

• Glukoosimolekyylit.
• Rasvahapot.

Se voi palvella sinua: ribzyymejä

Nämä muodostavat ryhmän biomolekyylejä, jotka voidaan hapettaa nopeasti energian saamiseksi.

Glukoosimolekyylit tulevat pääosin ruokavaliossa nautittujen hiilihydraattien, kuten riisin, leivän, pasta, muun muassa rikkaiden vihannesten johdannaiset tärkkelyksessä. Kun verensokeria on vähän, se voidaan saada myös maksaan varastoiduista glykogeenimolekyyleistä.

Pitkäaikaisen paaston aikana tai prosesseissa, jotka vaativat lisäenergiamenoja, tämä energia vaaditaan rasvahapoista, jotka on mobilisoitu rasvakudoksesta.

Nämä rasvahapot kärsivät sarjan metabolisia reaktioita, jotka aktivoivat ne, ja sallivat niiden kuljetuksen mitokondrioiden sisäpuolelle, missä ne hapettuu. Tätä prosessia kutsutaan rasvahappojen β-hapettumisesta ja tarjoaa jopa 80 % lisäenergiaa näissä olosuhteissa.

Proteiinit ja rasvat ovat viimeinen varanto syntetisoimaan uusia glukoosimolekyylejä, etenkin äärimmäisissä paastotapauksissa. Tämä reaktio on anabolista tyyppiä ja sitä kutsutaan glukoneogeneesiksi.

Kemiallisen energian muutosprosessi metaboliseksi energiaksi

Kompleksiset elintarvikemolekyylit, kuten sokerit, rasvat ja proteiinit, ovat rikkaat energialähteet soluille, koska suuri osa näiden molekyylien muodostamisesta käytetystä energiasta on kirjaimellisesti varastoitu kemiallisissa sidoissa, jotka pitävät ne yhdessä.

Tutkijat voivat mitata elintarvikkeisiin tallennetun energian määrän laitteella, jota kutsutaan kalorimetriseksi pumpusta. Tällä tekniikalla ruoka asetetaan kalorimetrin sisälle ja kuumenee, kunnes se palaa. Reaktiolla vapautuva ylimääräinen lämpö on suoraan verrannollinen ruoan sisältämän energian määrään.

Todellisuus on, että solut eivät toimi kalorimetrinä. Sen sijaan, että polttaisi energiaa suuressa reaktiossa, solut vapauttavat elintarvikemolekyyleissään varastoidun energian hitaasti hapettumisreaktioiden avulla.

Voi palvella sinua: nukleiinihapot: ominaisuudet, toiminnot, rakenne

Hapetus

Hapetus kuvaa kemiallista reaktiota, jossa elektronit siirretään yhdestä molekyylistä toiseen, muuttamalla luovuttaja- ja vastaanottaja -molekyylien koostumusta ja energiapitoisuutta. Elintarvikemolekyylit toimivat elektronien luovuttajina.

Jokaisen ruoan hajoamiseen liittyvän hapettumisreaktion aikana reaktiotuotteessa on alhaisempi energiapitoisuus kuin sitä edeltäneellä luovuttajamolekyylillä.

Samanaikaisesti elektronit, jotka hyväksyvät molekyylit, kaappaa osan energiasta, joka on kadonnut elintarvikemolekyylistä kunkin hapettumisreaktion aikana ja säilytä sitä myöhempää käyttöä varten.

Lopulta, kun kompleksisen orgaanisen molekyylin hiiliatomit hapettuu kokonaan (reaktioketjun lopussa) ne vapautuvat hiilidioksidin muodossa.

Solut eivät käytä hapettumisreaktioiden energiaa heti, kun se vapautuu. Mitä tapahtuu, on se, että ne tekevät siitä pieniä ja rikkaita molekyylejä energiassa, kuten ATP ja NADH, joita voidaan käyttää koko solussa aineenvaihdunnan lisäämiseksi ja uusien solukomponenttien rakentamiseksi.

Varaa energiaa

Kun energiaa on runsaasti, eukaryoottiset solut luovat suurempia ja energiarikkaita molekyylejä tämän ylimääräisen energian varastoimiseksi.

Tuloksena olevat sokerit ja rasvat pidetään solujen sisällä olevissa kerrostumissa, joista jotkut ovat riittävän suuria näkymään elektronisissa mikrokuvissa.

Eläinsolut voivat myös syntetisoida haarautuneita glukoosi (glykogeeni) polymeerejä, joita puolestaan ​​lisätään hiukkasiin, joita voidaan havaita elektronisella mikroskopialla. Solu voi nopeasti mobilisoida nämä hiukkaset aina kun tarvitset nopeaa energiaa.

Voi palvella sinua: Biologinen evoluutio: teoriat, prosessi, testit ja esimerkit

Normaaliolosuhteissa ihmiset kuitenkin varastoivat riittävän glykogeenin energiapäivän tarjoamiseksi. Kasvisolut eivät tuota glykogeenia, vaan valmistavat erilaisia ​​glukoosipolymeerejä, jotka tunnetaan rakeissa säilytettyinä tärkkelyksinä.

Lisäksi sekä kasvisolut että eläimet pitävät energiaa johtamalla glukoosi rasvan synteesireiteille. Gramma rasva sisältää lähes kuusi kertaa saman määrän glykogeenin energiaa, mutta rasvan energiaa on vähemmän kuin glykogeeni.

Silti jokainen säilytysmekanismi on tärkeä, koska solut tarvitsevat energiakerrostumia sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä.

Rasvat varastoidaan pisaroihin solusytoplasmassa. Ihmiset yleensä varastoivat tarpeeksi rasvaa solujen toimittamiseksi useita viikkoja.

Viitteet

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., Roberts, k. & Walter, P. (2014). Solumolekyylin biologia (6. ed.-A. Garlantitiede.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemia (8. ed.-A. W -. H. Freeman ja yritys
3. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biologia (2. painos.) Pearson Education.
4. Loodish, h., Berk, a., Kaiser, c., Krieger, m., Bretscher, a. , Ploegh, H., AMON, a. & Martin, K. (2016). Molekyylisolubiologia (8. ed.-A. W -. H. Freeman ja yritys.
5. Purves, w., Sadava, D., Orians, g. & Heller, H. (2004). Elämä: Biologian tiede (7. ed.-A. Sinauer Associates ja W. H. Freeman.
6. Salomon, E., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologia (7. ed.) Cengage -oppiminen.
7. Voet, D., Voet, J. & Pratt, c. (2016). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla (5. ed.-A. Viiva.