Vélo à travers la vie: le métabolisme

Métabolisme (du grec métabole, ce qui signifie “ changer ”) est le mot pour les réactions chimiques qui se produisent dans une myriade de corps, en particulier en ce qui concerne à la production, le stockage, et de dépenser de l'énergie. Toutes les réactions métaboliques sont soit catabolique ou anabolique.

• Réactions cataboliques décomposer les molécules alimentaires pour libérer l'énergie (pointe de la mémoire: il peut être catastrophique quand les choses se décomposent).

• Réactions anabolisants nécessiter une source d'énergie pour accumuler des composés ce que le corps a besoin.

La modification chimique des molécules dans la cellule est désignée par le métabolisme cellulaire. Enzymes peuvent être utilisés en tant que catalyseurs, ce qui accélère les réactions chimiques sans être modifié par les réactions. Les molécules qui réagissent avec les enzymes sont appelés substrats.

L'adénosine triphosphate (ATP) est une molécule qui stocke l'énergie dans une cellule jusqu'à la cellule a besoin. Comme le tri- préfixe indique, une seule molécule d'ATP se compose de trois groupes phosphate rattachés à une base azotée de l'adénine. L'énergie de l'ATP est stocké dans des liaisons à haute énergie qui lui sont raccordées aux deuxième et troisième groupes phosphate. (Le lien à haute énergie est symbolisé par une ligne ondulée.)

Lorsqu'une cellule a besoin d'énergie, il supprime une ou deux de ces groupes phosphate, libérant de l'énergie et pour convertir l'ATP dans la molécule, soit deux-phosphate adénosine diphosphate (ADP) ou la molécule d'un phosphate adénosine monophosphate (AMP). Plus tard, grâce à des réactions métaboliques supplémentaires, les deuxième et troisième groupes de phosphate contenant de l'énergie sont rattachés à l'adénosine, une molécule d'ATP réforme jusqu'à l'énergie est nécessaire à nouveau.

Oxydo-réduction (redox) une paire réactions sont importantes de réactions qui se produisent en glucides, lipides et le métabolisme des protéines. Lorsqu'une substance est oxydé, il perd des électrons. Lorsqu'une substance est réduit, il gagne des électrons. Oxydation et de réduction se produisent ensemble, donc chaque fois une substance est oxydé, un autre est réduite. Le corps utilise ce produit chimique réaction appariement pour transporter l'énergie dans un processus connu sous le nom de la chaîne respiratoire, ou électrons chaîne de transport.

Le métabolisme des glucides implique une série de réactions de la respiration cellulaire. Tous les glucides alimentaires sont finalement décomposés en glucose par conséquent, le métabolisme des glucides est vraiment le métabolisme du glucose. Le métabolisme du glucose produit de l'énergie qui est ensuite stockée dans les molécules d'ATP.

Le procédé d'oxydation dans laquelle de l'énergie est libérée à partir de molécules, telles que le glucose, et transférée à d'autres molécules est appelée respiration cellulaire. Il se produit dans toutes les cellules du corps, et il est la source d'énergie de la cellule. L'oxydation complète du glucose d'une molécule produira 38 molécules d'ATP. Il se déroule en trois étapes: glycolyse, la Cycle de Krebs, et le électrons chaîne de transport:

1. 
   
   
   
   

   Glycolyse

   Du grec glyco (sucre) et lyse (décomposition), ceci est la première étape à la fois aérobique (avec de l'oxygène) et anaérobie (sans oxygène) la respiration. Utilisation de l'énergie à partir de deux molécules d'ATP et deux molécules de NAD⁺(nicotinamide-adénine-nucléotide di), glycolyse utilise un processus appelé phosphorylation pour convertir une molécule de glucose six atomes de carbone - la plus petite molécule que le système digestif peut produire lors de la décomposition d'un hydrate de carbone - en deux molécules de trois atomes de carbone l'acide pyruvique ou pyruvate, ainsi que quatre molécules d'ATP et deux molécules de NADH (nicotinamide-adénine-dinucléotide).

   Ayant lieu dans le cytoplasme de la cellule, la glycolyse ne nécessite pas d'oxygène à produire. Le pyruvate et le NADH déménagement dans la cellule de mitochondries, où un aérobie (avec oxygène) processus les convertit en ATP.

2. Cycle de Krebs

   Aussi connu sous le cycle d'acide tricarboxylique ou cycle de l'acide citrique, cette série de réactions chimiques de production d'énergie dans les mitochondries commence après pyruvate arrive de la glycolyse. Avant le cycle de Krebs peut commencer, le pyruvate perd un groupe de dioxyde de carbone pour former acétyl coenzyme A (acétyl-CoA).

   Ensuite, l'acétyl-CoA avec une molécule combine quatre-carbone (l'acide oxaloacétique, ou OAA) pour former une molécule d'acide citrique à six atomes de carbone qui pénètre ensuite dans le cycle de Krebs. Le CoA est libérée intacte pour se lier avec un autre groupe acétyle. Au cours de la conversion, deux atomes de carbone sont perdus sous forme de dioxyde de carbone et d'énergie est libérée. Une molécule d'ATP est produit chaque fois une molécule acétyl-CoA est partagé. Le cycle passe par huit étapes, réarranger les atomes d'acide citrique pour produire différentes molécules intermédiaires appelés céto-acides.

   L'acide acétique est brisée par le carbone (ou décarboxylé) Et oxydé, produisant des molécules de NADH trois, une molécule de FADH2 (flavine adénine dinucléotide), et une molécule d'ATP. L'énergie peut être transporté à la chaîne de transport d'électrons et utilisé pour produire plusieurs molécules d'ATP. OAA est régénéré pour obtenir le prochain cycle aller, et le dioxyde de carbone produit au cours de ce cycle est exhalé par les poumons.

3. Chaîne de transport d'électrons

   La chaîne de transport d'électrons est une série de composés énergétiques fixées à la membrane mitochondriale interne. Les molécules d'électrons dans la chaîne sont appelés cytochromes. Ces protéines de transfert d'électrons contiennent un hème, ou de fer, un groupe. Hydrogène à partir de sources alimentaires oxydés attache à coenzymes qui à son tour se combinent avec l'oxygène moléculaire. L'énergie libérée au cours de ces réactions est utilisé pour attacher des groupes phosphate inorganiques à former des molécules d'ADP et d'ATP.

   Paires d'électrons transférés à NAD⁺ passer par le processus de transport d'électrons et de produire trois molécules d'ATP par la phosphorylation oxydative. Des paires d'électrons transférés à entrer le FAD transport d'électrons après la première et la phosphorylation donnent seulement deux molécules d'ATP. Phosphorylation oxydative est important car il rend l'énergie disponible dans une forme les cellules peuvent utiliser.

   A la fin de la chaîne, deux molécules d'hydrogène chargés positivement se combinent avec deux électrons et d'un atome d'oxygène pour former de l'eau. La molécule finale à laquelle des électrons sont transmis est l'oxygène. Les électrons sont transférés d'une molécule à l'autre, la production de molécules d'ATP.

Le métabolisme des lipides ne nécessite que des parties des processus impliqués dans le métabolisme des glucides. Les lipides contiennent environ 99 pour cent de l'énergie stockée dans le corps et peuvent être digérés au moment des repas, mais comme des gens qui se plaignent de graisses aller “ directement à leurs hanches ” peut en témoigner, les lipides sont plus enclins à être stockés dans tissu adipeux - les trucs généralement identifié avec de la graisse du corps.

Lorsque le corps est prêt à métaboliser les lipides, une série de réactions cataboliques se brise deux atomes de carbone à partir de l'extrémité d'une chaîne d'acide gras pour former l'acétyl-CoA, qui pénètre ensuite dans le cycle de Krebs pour produire de l'ATP. Ces réactions se poursuivent pour dépouiller deux atomes de carbone à la fois jusqu'à ce que la chaîne d'acide gras est entièrement converti en acétyle CoA molécules.

Le métabolisme des protéines met l'accent sur la production des acides aminés nécessaires à la synthèse de molécules de protéines dans le corps. Mais en plus de l'énergie libérée dans la chaîne de transport d'électrons au cours du métabolisme des protéines, le procédé produit également des sous-produits tels que l'ammoniac et de l'acide céto.

L'énergie est libérée dans la chaîne de transport d'électrons. Le foie transforme l'ammoniac en urée, ce qui porte le sang vers les reins pour l'élimination. L'acide céto pénètre dans le cycle de Krebs et est converti en acide pyruvique à produire de l'ATP.

Une dernière chose: que la douleur sévère et la fatigue que vous ressentez dans vos muscles après un exercice intense est le résultat de l'accumulation d'acide lactique lors respiration anaérobie. Glycolyse continue car il n'a pas besoin d'oxygène pour avoir lieu. Mais la glycolyse a besoin d'un approvisionnement régulier de NAD⁺, qui provient généralement de la chaîne de transport d'électrons de l'oxygène dépend de conversion de NADH en NAD arrière⁺.

En son absence, le corps commence un processus appelé une fermentation lactique, dans lequel une molécule de pyruvate se combine avec une molécule de NADH pour produire une molécule de NAD⁺ en plus d'une molécule de l'acide lactique sous-produit toxique de.