Metabolisk energi

Vad är metabolisk energi?

De Metabolisk energi Det är den energi som erhållits av alla levande varelser från den kemiska energin som finns i mat (eller näringsämnen). Denna energi är i princip densamma för alla celler; Men sättet att få är mycket mångsidigt.

Mat bildas av en serie biomolekyler av olika typer, som har kemisk energi lagrat i sina länkar. På detta sätt kan organismer dra nytta av mat som lagras i mat och sedan använda denna energi i andra metaboliska processer.

Alla levande organismer behöver energi för att växa och reproducera, underhålla sina strukturer och svara på miljön. Metabolism omfattar de kemiska processerna som stöder liv och som gör det möjligt för organismer att omvandla kemisk energi till användbar energi för celler.

Hos djur bryter metabolismen kolhydrater, lipider, proteiner och nukleinsyror för att ge kemisk energi. För deras del omvandlar växter solens belysning till kemisk energi för att syntetisera andra molekyler; Detta görs under fotosyntesprocessen.

Typer av metaboliska reaktioner

Metabolism inkluderar flera typer av reaktioner som kan grupperas i två stora kategorier: nedbrytningsreaktioner av organiska molekyler och syntesreaktioner från andra biomolekyler.

Katabolism

Metaboliska nedbrytningsreaktioner utgör cellkatabolism (eller kataboliska reaktioner))))). Dessa involverar oxidation av energi -rika molekyler, såsom glukos och andra sockerarter (kolhydrater). När dessa reaktioner släpper energi kallas de exergononiska.

Anabolism

Däremot utgör syntesreaktioner cellanabolism (eller anabola reaktioner))))). Dessa utför molekylreduktionsprocesser för att bilda andra rika på lagrad energi, såsom glykogen. Eftersom dessa reaktioner konsumerar energi kallas de enderande.

Metaboliska energikällor

De viktigaste källorna till metabolisk energi är:

• Glukosmolekyler.
• Fettsyror.

Dessa utgör en grupp biomolekyler som snabbt kan oxideras för att få energi.

Glukosmolekyler kommer mestadels från kolhydrater som intas i kosten, såsom ris, bröd, pasta, bland andra derivat av rika grönsaker i stärkelse. När det finns lite blodglukos kan det också erhållas från glykogenmolekylerna lagrade i levern.

Under långvarig fasta eller i processer som kräver ytterligare energiförbrukning krävs denna energi från fettsyror som mobiliseras från fettvävnad.

Dessa fettsyror lider av en serie metaboliska reaktioner som aktiverar dem och tillåter deras transport till det inre av mitokondrierna där de kommer. Denna process kallas p-oxidation av fettsyror och ger upp till 80 % ytterligare energi under dessa förhållanden.

Proteiner och fetter är den sista reserven för att syntetisera nya glukosmolekyler, särskilt i extrema fasta fall. Denna reaktion är av den anabola typen och kallas glukoneogenes.

Kemisk energipransformationsprocess till metabolisk energi

De komplexa livsmedelsmolekylerna som sockerarter, fetter och proteiner är rika energikällor för celler, eftersom mycket av den energi som används för att bilda dessa molekyler lagras bokstavligen i de kemiska bindningarna som håller dem ihop.

Forskare kan mäta mängden energi som lagras i mat med en enhet som kallas kalorimetrisk pump. Med denna teknik placeras maten inuti kalorimetern och värms upp tills den brinner. Överskottsvärme som frigörs av reaktionen är direkt proportionell mot mängden energi som finns i maten.

Verkligheten är att celler inte fungerar som kalorimetrar. I stället för att bränna energi i en stor reaktion frisätter celler energin lagrade i sina livsmedelsmolekyler långsamt genom en serie oxidationsreaktioner.

Oxidation

Oxidation beskriver en typ av kemisk reaktion där elektroner överförs från en molekyl till en annan, och ändrar sammansättningen och energiinnehållet i givar- och acceptormolekylerna. Livsmedelsmolekyler fungerar som elektrondonatorer.

Under varje oxidationsreaktion involverad i nedbrytningen av mat har reaktionsprodukten ett lägre energiinnehåll än givarmolekylen som föregick den på rutten.

Samtidigt fångar elektronmolekyler en del av den energi som förloras från matmolekylen under varje oxidationsreaktion och lagrar den för senare användning.

Så småningom, när kolatomer i en komplex organisk molekyl oxideras helt (i slutet av reaktionskedjan) släpps de i form av koldioxid.

Cellerna använder inte energin från oxidationsreaktioner så snart den släpps. Vad som händer är att de gör det små och rika molekyler i energi, till exempel ATP och NADH, som kan användas i hela cellen för att öka ämnesomsättningen och bygga nya cellulära komponenter.

Reservenergi

När energi är riklig skapar eukaryota celler större och energirika molekyler för att lagra denna överskottsenergi.

De resulterande sockerarterna och fetten hålls i avlagringar i cellerna, av vilka några är tillräckligt stora för att vara synliga i elektroniska mikrografer.

Djurceller kan också syntetisera grenad glukos (glykogen) polymerer, som i sin tur tillsätts i partiklar som kan observeras genom elektronisk mikroskopi. En cell kan snabbt mobilisera dessa partiklar när du behöver snabb energi.

Men under normala omständigheter lagrar människor tillräckligt med glykogen för att ge en energidag. Växtceller producerar inte glykogen utan tillverkar olika glukospolymerer kända som stärkelse, som lagras i granuler.

Dessutom håller både växtceller och djur energi genom att härleda glukos på fettsyntesvägar. Ett gram fett innehåller nästan sex gånger energin från samma mängd glykogen, men fettenergi är mindre tillgängligt än glykogen.

Trots detta är varje lagringsmekanism viktigt eftersom celler behöver energiavlagringar både på kort och lång sikt.

Fetter lagras i droppar i cellcytoplasma. Människor lagrar i allmänhet tillräckligt med fett för att leverera sina celler i flera veckor.

Referenser

1. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., Roberts, K. & Walter, s. (2014). Biologi av cellmolekylen (6: e upplagan.). Kransvetenskap.
2. Berg, J., Tymoczko, j., Gatto, g. & Strayer, L. (2015). Biokemi (8: e upplagan.). W. H. Frigöring
3. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biologi (2: a upplagan.) Pearson Education.
4. Lodish, h., Berk, A., Kaiser, c., Krieger, m., Bretscher, a. , Ploegh, h., Amon, a. & Martin, K. (2016). Molekylärcellbiologi (8: e upplagan.). W. H. Frigöring.
5. Purves, w., Sadava, D., Orians, g. & Heller, h. (2004). Livet: biologiens vetenskap (7: e upplagan.). Sinauer Associates och W. H. Fri man.
6. Salomo, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7: e upplagan.) Cengage Learning.
7. Voet, D., Voet, j. & Pratt, c. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life på molekylnivå (5: e upplagan.). Wiley.