De katabolisme den omfatter alle nedbrytningsreaksjonene til stoffer i kroppen. I tillegg til å "disintegrere" komponentene i biomolekyler til de minste enhetene, produserer katabolske reaksjoner energi, hovedsakelig i form av ATP..
De katabolske banene er ansvarlige for å nedbryte molekylene som kommer fra mat: karbohydrater, proteiner og lipider. I løpet av prosessen frigjøres den kjemiske energien i bindingene for å brukes i mobilaktiviteter som krever det..
Noen eksempler på kjente katabolske veier er: Krebs-syklusen, beta-oksidasjon av fettsyrer, glykolyse og oksidativ fosforylering..
De enkle molekylene som produseres ved katabolisme, brukes av cellen til å bygge de nødvendige elementene, og bruker også energien som tilveiebringes av den samme prosessen. Denne synteseveien er antagonisten for katabolisme og kalles anabolisme..
Metabolismen til en organisme omfatter både syntese- og nedbrytningsreaksjoner, som skjer samtidig og på en kontrollert måte i cellen..
Artikkelindeks
Hovedmålet med katabolisme er å oksidere næringsstoffene som kroppen bruker som "drivstoff", kalt karbohydrater, proteiner og fett. Nedbrytningen av disse biomolekylene genererer energi og avfallsprodukter, hovedsakelig karbondioksid og vann..
En serie enzymer deltar i katabolisme, som er proteiner som er ansvarlige for å akselerere hastigheten på kjemiske reaksjoner som oppstår i cellen..
Drivstoff er maten vi spiser daglig. Kostholdet vårt består av proteiner, karbohydrater og fett som brytes ned av katabolske veier. Kroppen bruker fortrinnsvis fett og karbohydrater, selv om det i knapphetssituasjoner kan ty til nedbrytning av proteiner.
Energien ekstrahert av katabolisme er inneholdt i de kjemiske bindingene til de nevnte biomolekylene..
Når vi spiser mat, tygger vi det for å gjøre det lettere å fordøye. Denne prosessen er analog med katabolisme, der kroppen har ansvaret for å "fordøye" partiklene på det mikroskopiske nivået slik at de brukes ved syntesen eller anabole veier..
De katabolske veiene eller banene inkluderer alle nedbrytningsprosesser av stoffer. Vi kan skille mellom tre trinn i prosessen:
- De forskjellige biomolekylene som finnes i cellen (karbohydrater, fett og proteiner) nedbrytes i de grunnleggende enhetene som utgjør dem (henholdsvis sukker, fettsyrer og aminosyrer).
- Produkter fra trinn I flytter til enklere bestanddeler, som konvergerer på et vanlig mellomprodukt kalt acetyl-CoA.
- Til slutt går denne forbindelsen inn i Krebs-syklusen, hvor den fortsetter oksidasjonen for å gi molekyler av karbondioksid og vann - de endelige molekylene oppnådd i en hvilken som helst katabolisk reaksjon..
Blant de mest fremtredende er urea-syklusen, Krebs-syklusen, glykolyse, oksidativ fosforylering og beta-oksidasjon av fettsyrer. Nedenfor vil vi beskrive hver av de nevnte rutene:
Urea-syklusen er en katabolsk vei som forekommer i mitokondriene og i cytosolen i leverceller. Det er ansvarlig for prosessering av proteinderivater, og sluttproduktet av det er urea.
Syklusen begynner med inngangen til den første aminogruppen fra matokondriens matrise, selv om den også kan komme inn i leveren gjennom tarmen.
Den første reaksjonen involverer passering av ATP, bikarbonationer (HCO3-) og ammonium (NH4+) i karbomoylfosfat, ADP og PJeg. Det andre trinnet består av foreningen av karbomoylfosfat og ornitin for å gi et molekyl av citrullin og PJeg. Disse reaksjonene forekommer i mitokondriell matrise.
Syklusen fortsetter i cytosolen, der citrullin og aspartat kondenserer sammen med ATP for å generere argininosuccinat, AMP og PP.Jeg. Argininosuccinat går over i arginin og fumarat. Aminosyren arginin kombineres med vann for å gi ornitin og til slutt urea.
Denne syklusen er sammenkoblet med Krebs-syklusen fordi fumaratmetabolitten deltar i begge metabolske veier. Imidlertid fungerer hver syklus uavhengig.
De kliniske patologiene knyttet til denne banen forhindrer pasienten i å spise en diett rik på protein..
Krebs-syklusen er en vei som deltar i den cellulære respirasjonen av alle organismer. Romlig forekommer det i mitokondriene til eukaryote organismer.
Forløperen til syklusen er et molekyl som kalles acetylkoenzym A, som kondenserer med et molekyl av oksaloacetat. Denne unionen genererer en seks-karbonforbindelse. I hver revolusjon gir syklusen to molekyler karbondioksid og ett molekyl oksaloacetat..
Syklusen begynner med en isomeriseringsreaksjon katalysert av aconitase, hvor sitratet går over i cis-aconitate og vann. Tilsvarende katalyserer aconitase passeringen av cis-aconitate i isocitrat.
Isocitrat oksyderes til oksalosuccinat av isocitratdehydrogenase. Dette molekylet dekarboksyleres til alfa-ketoglutarat av det samme enzymet, isocitratdehydrogenase. Alfa-ketoglutarat blir succinyl-CoA ved virkning av alfa-ketoglutarat dehydrogenase.
Succinyl-CoA blir succinat, som oksyderes til fumarat av succinatdehydrogenase. Suksessivt blir fumarat l-malat og til slutt blir l-malat oksaloacetat.
Syklusen kan oppsummeres i følgende ligning: Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + BNP + Pi + 2 HtoO → CoA-SH + 3 (NADH + H +) + FADHto + GTP + 2 COto.
Glykolyse, også kalt glykolyse, er en viktig vei som er tilstede i praktisk talt alle levende organismer, fra mikroskopiske bakterier til store pattedyr. Ruten består av 10 enzymatiske reaksjoner som bryter ned glukose til pyruvinsyre..
Prosessen begynner med fosforylering av glukosemolekylet av enzymet heksokinase. Ideen med dette trinnet er å "aktivere" glukosen og fange den inne i cellen, siden glukose-6-fosfat ikke har en transportør som den kan unnslippe.
Glukose-6-fosfatisomerase tar glukose-6-fosfat og ordner det om i fruktose-6-fosfatisomer. Det tredje trinnet katalyseres av fosfofruktokinase og produktet er fruktose-1,6-bisfosfat.
Deretter spalter aldolasen forbindelsen ovenfor i dihydroksyacetonfosfat og glyseraldehyd-3-fosfat. Det er en likevekt mellom disse to forbindelsene katalysert av triose fosfatisomerase.
Enzymet glyseraldehyd-3-fosfatdehydrogenase produserer 1,3-bisfosfoglyserat som omdannes til 3-fosfoglyserat i neste trinn av fosfoglyseratkinase. Fosfoglyseratmutase endrer posisjonen til karbonet og gir 2-fosfoglyserat.
Eolase tar sistnevnte metabolitt og omdanner den til fosfoenolpyruvat. Det siste trinnet i veien katalyseres av pyruvatkinase, og sluttproduktet er pyruvat..
Oksidativ fosforylering er en prosess med ATP-dannelse takket være overføring av elektroner fra NADH eller FADHto opp til oksygen og er det siste trinnet i cellulære respirasjonsprosesser. Forekommer i mitokondriene og er den viktigste kilden til ATP-molekyler i aerobt respirerende organismer.
Dens betydning er ubestridelig, siden 26 av 30 ATP-molekyler som genereres som et produkt av fullstendig oksidasjon av glukose til vann og karbondioksid, oppstår ved oksidativ fosforylering..
Konseptuelt kobler oksidativ fosforylering oksidasjon og ATP-syntese med en strøm av protoner gjennom membransystemet..
Dermed NADH eller FADHto generert på forskjellige ruter, kaller det glykolyse eller oksidasjon av fettsyrer, det brukes til å redusere oksygen og den frie energien som genereres i prosessen brukes til syntese av ATP.
Β-oksidasjon er et sett med reaksjoner som tillater oksidasjon av fettsyrer å produsere store mengder energi.
Prosessen innebærer periodisk frigjøring av regioner av to-karbon fettsyren ved reaksjon til fettsyren er fullstendig nedbrutt. Sluttproduktet er acetyl-CoA-molekyler som kan komme inn i Krebs-syklusen for å bli fullstendig oksidert.
Før oksidasjon må fettsyren aktiveres, der den binder seg til koenzym A. Karnitintransportøren er ansvarlig for å translokere molekylene til matrisen til mitokondriene.
Etter disse foregående trinnene begynner selve β-oksidasjonen med prosessene av oksidasjon, hydrering, oksidasjon av NAD+ og tiolysis.
Det må være en serie prosesser som regulerer de forskjellige enzymatiske reaksjonene, siden disse ikke kan fungere hele tiden med maksimal hastighet. Dermed blir metabolismeveier regulert av en rekke faktorer inkludert hormoner, neuronale kontroller, substrattilgjengelighet og enzymmodifisering..
I hver rute må det være minst en irreversibel reaksjon (det vil si at den bare skjer i én retning) og som styrer hastigheten på hele ruten. Dette gjør at reaksjonene kan fungere med den hastigheten som kreves av cellen, og forhindrer at syntesen og nedbrytingsveiene fungerer samtidig..
Hormoner er spesielt viktige stoffer som fungerer som kjemiske budbringere. Disse syntetiseres i de forskjellige endokrine kjertlene og slippes ut i blodet for å handle. Noen eksempler er:
Kortisol virker ved å redusere synteseprosessene og øke de katabolske banene i muskelen. Denne effekten oppstår ved frigjøring av aminosyrer i blodet..
I kontrast er det hormoner som har motsatt effekt og reduserer katabolismen. Insulin er ansvarlig for å øke proteinsyntesen og reduserer samtidig deres katabolisme. I dette tilfellet øker proteolyse, noe som letter utgangen av aminosyrer til muskelen..
Anabolisme og katabolisme er antagonistiske prosesser som utgjør den totale metabolske reaksjonen som forekommer i en organisme..
Begge prosessene krever flere kjemiske reaksjoner katalysert av enzymer og er under streng hormonell kontroll som er i stand til å utløse eller bremse visse reaksjoner. Imidlertid er de forskjellige i følgende grunnleggende aspekter:
Anabolisme omfatter syntesereaksjonene mens katabolisme er ansvarlig for nedbrytningen av molekyler. Selv om disse prosessene er snudd, er de koblet sammen i den delikate balansen mellom metabolisme..
Anabolisme sies å være en divergerende prosess, ved å ta enkle forbindelser og transformere dem til større forbindelser. I motsetning til katabolisme, som er klassifisert som en konvergent prosess, ved å skaffe små molekyler som karbondioksid, ammoniakk og vann, fra store molekyler.
De forskjellige katabolske veiene tar makromolekylene som utgjør mat og reduserer dem til de minste bestanddelene. Anabole veier er i stand til å ta disse enhetene og bygge mer forseggjorte molekyler igjen..
Med andre ord, kroppen må "endre konfigurasjonen" av elementene som utgjør mat slik at de blir brukt i prosessene den krever..
Prosessen er analog med det populære Lego-spillet, hvor hovedbestanddelene kan danne forskjellige strukturer med et bredt utvalg av romlige arrangementer..
Katabolisme er ansvarlig for å utvinne energien i de kjemiske bindingene til mat, og hovedmålet er derfor generering av energi. Denne nedbrytningen skjer i de fleste tilfeller ved oksidative reaksjoner.
Det er imidlertid ikke overraskende at katabolske veier krever tilsetning av energi i de første trinnene, slik vi så i den glykolytiske banen, som krever inversjon av ATP-molekyler..
På den annen side er anabolisme ansvarlig for å tilsette den frie energien som produseres i katabolisme for å oppnå sammensetningen av forbindelsene av interesse. Både anabolisme og katabolisme forekommer konstant og samtidig i cellen.
Generelt er ATP molekylet som brukes til å overføre energi. Dette kan diffundere til områdene der det er nødvendig, og når det hydrolyserer frigjøres den kjemiske energien som finnes i molekylet. Tilsvarende kan energi transporteres som hydrogenatomer eller elektroner.
Disse molekylene kalles koenzymer og inkluderer NADP, NADPH og FMNH.to. De handler gjennom reduksjonsreaksjoner. I tillegg kan de overføre reduserende kapasitet til ATP.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.