Radfahren durch das Leben: Stoffwechsel
Stoffwechsel (Aus dem Griechischen metabole, was bedeutet # 147-change # 148-) ist das Wort für die unzähligen chemischen Reaktionen, die im Körper vorkommen, vor allem, wie sie beziehen sich auf die Erzeugung, Speicherung und aufwendet Energie. Alle Stoffwechselreaktionen sind entweder catabolic oder anabole.
Catabolic Reaktionen brechen Nahrungsmoleküle Energie (Speicher Spitze freizugeben: es kann sein, cataStrophen, wenn die Dinge brechen).
anabole Reaktionen erfordern eine Energiequelle Verbindungen aufzubauen, die der Körper braucht.
Die chemische Veränderung von Molekülen in der Zelle wird als Zellstoffwechsel. Enzyme Als Katalysatoren können verwendet werden, chemische Reaktionen zu beschleunigen, ohne durch die Reaktionen verändert wird. Die Moleküle, die Enzyme reagieren mit heißen Substrate.
Adenosintriphosphat (ATP) ist ein Molekül, das Energie in einer Zelle speichert, bis die Zelle die es braucht. da die tri- prefix impliziert wird ein einzelnes Molekül ATP aus drei Phosphatgruppen an einem stickstoffhaltigen Base Adenin. ATP Energie wird in der Hochenergie-Bindungen gespeichert, die die zweite und dritte Phosphatgruppen anschließen. (Die Hochenergie-Bindung wird durch eine Wellenlinie symbolisiert.)
Wenn eine Zelle Energie benötigt, entfernt es ein oder zwei dieser Phosphatgruppen, Energie frei und ATP in entweder die Zweiphosphatmolekül Umwandeln Adenosindiphosphat (ADP) oder ein Phosphatmolekül Adenosinmonophosphat (AMPERE). Später durch weitere Stoffwechselreaktionen sind die zweiten und dritten Phosphatgruppen enthaltende Energie zu Adenosin wieder angebracht, ein ATP-Molekül Reformierungs bis die Energie wieder benötigt wird.
Oxidation-Reduktion (Redox) Reaktionen sind eine wichtige Paar von Reaktionen, die in Kohlenhydrat, Lipid und Proteinstoffwechsel auftreten. Wenn eine Substanz ist, oxidiert, es verliert Elektronen. Wenn eine Substanz ist, reduziert, es gewinnt Elektronen. Oxidation und Reduktion auftreten zusammen, so, wenn eine Substanz oxidiert wird, wird ein weiteres reduziert. Der Körper nutzt diese chemisch-Reaktion Paarungsenergie in einem Prozess als der Atmungskette, oder die bekannte zu transportieren Elektronentransportkette.
kohlenhydrat~~POS=TRUNC beinhaltet eine Reihe von Reaktionen, die Zellatmung. Alle Lebensmittel Kohlenhydrate werden schließlich aufgeschlüsselt nach Glukose- daher Kohlenhydrat-Stoffwechsel ist wirklich Glukose-Stoffwechsel. Glukose-Stoffwechsel erzeugt Energie, die dann in ATP-Molekülen gespeichert wird.
Das Oxidationsverfahren, bei dem Energie aus Molekülen freigesetzt wird, wie Glucose, und an andere Moleküle aufgerufen Zellatmung. Es tritt in jeder Zelle im Körper, und es ist die Energiequelle der Zelle. Die vollständige Oxidation von einem Molekül Glucose wird 38 Moleküle ATP produzieren. Es tritt in drei Stufen: Glykolyse, das Krebs Zyklus, und das Elektronentransportkette:
Glykolyse
Aus dem Griechischen Glyco (Zucker) und Lyse (Abbau), dann ist dies die erste Stufe der beiden aerob (Mit Sauerstoff) und anaerobe (Ohne Sauerstoff) Atmung. Verwendung von Energie von zwei Molekülen ATP und zwei Molekülen NAD+(Nicotinamid-adenin-di-Nukleotid), Glykolyse verwendet einen Prozess namens Phosphorylierung das kleinste Molekül, das das Verdauungssystem beim Abbau eines Kohlenhydrats produzieren kann - - in zwei Moleküle drei Kohlen ein Molekül von sechs-Kohlenstoff-Glucose umwandeln Brenztraubensäure oder Pyruvat, sowie vier ATP-Moleküle und zwei Moleküle NADH (Nicotinamidadenindinucleotid).
Es findet im Zytoplasma der Zelle, die Glykolyse erfordert keine Sauerstoff auftreten. Die Pyruvat und NADH Bewegung in die Zelle Mitochondrien, wo eine aerobe (mit Sauerstoff) Prozess wandelt sie in ATP.
Krebs Zyklus
Auch bekannt als die Tricarbonsäurezyklus oder Zitronensäurezyklus, diese Reihe von energieerzeugenden chemischen Reaktionen beginnt in den Mitochondrien nach Pyruvat aus der Glykolyse ankommt. Bevor der Krebs-Zyklus beginnen kann, verliert das Pyruvat eine Gruppe unter Bildung von Kohlendioxid Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA).
Dann Acetyl CoA kombiniert mit einem Vier-Kohlenstoff-Molekül (Oxalessigsäure, oder OAA) eine sechs Kohlenstoff Zitronensäure Molekül zu bilden, der dann den Krebs-Zyklus eintritt. Die CoA ist intakt freigegeben mit einer anderen Acetylgruppe zu binden. Während der Umwandlung werden zwei Kohlenstoffatomen als Kohlendioxid verloren, und Energie abgegeben wird. Einem ATP-Molekül wird jedes Mal erzeugt eine Acetyl- CoA-Molekül gespalten wird. Der Zyklus geht durch acht Stufen, die Atome von Zitronensäure Neuanordnung verschiedene Zwischen Moleküle zu produzieren genannt Ketosäuren.
Die Essigsäure wird durch Kohlenstoff auseinander gebrochen (oder decarboxyliertem) Und oxidierte, drei Moleküle NADH, ein Molekül FADH2 (Flavinadenindinucleotid) und ein Molekül ATP zu erzeugen. Die Energie kann auf die Elektronentransportkette transportiert werden und verwendet, um weitere Moleküle ATP produzieren. OAA wird regeneriert geht um den nächsten Zyklus zu bekommen, und Kohlendioxid während dieses Zyklus erzeugt wird, aus der Lunge ausgeatmet wird.
Elektronentransportkette
Der Elektronentransportkette ist eine Reihe von Energie Verbindungen an der inneren mitochondrialen Membran befestigt. Die Elektronen-Moleküle in der Kette aufgerufen Cytochrome.Diese Elektronenübertragungs Proteine enthalten eine Häm oder Eisen-Gruppe. Wasserstoff aus oxidierten Nahrungsquellen misst Coenzyme, die mit molekularem Sauerstoff wiederum kombinieren. Die Energie, die während dieser Reaktionen freigesetzt wird verwendet, anorganische Phosphatgruppen an ADP zu befestigen und ATP-Moleküle zu bilden.
Paare von Elektronen zu NAD transferiert+ gehen Sie durch den Elektronentransportprozess und erzeugen drei Moleküle ATP durch oxidative Phosphorylierung. Paare von Elektronen zu FAD übertragen, um den Elektronentransport nach der ersten Phosphorylierung eingeben und ergeben nur zwei Moleküle ATP. Oxidative Phosphorylierung ist wichtig, weil sie Energie in Form macht die Zellen verwenden.
Am Ende der Kette, zwei positiv geladene Wasserstoff-Moleküle verbinden sich mit zwei Elektronen und ein Atom von Sauerstoff zu Wasser. Das endgültige Molekül zu dem Elektronen geleitet werden, ist Sauerstoff. Elektronen von einem Molekül zu dem nächsten übertragen, die Herstellung von ATP-Molekülen.
Fettstoffwechsel erfordert nur Teile der in den Kohlenhydratstoffwechsel beteiligten Prozesse. Lipids enthalten etwa 99 Prozent der gespeicherten Energie des Körpers und kann zu den Mahlzeiten verdaut werden, sondern als Menschen, die sich beschweren über Fette gehen # 147 gerade auf ihren Hüften # 148- bezeugen kann, Lipide sind eher geneigt, in gespeichert werden Fettgewebe - das Zeug im Allgemeinen mit Körperfett identifiziert.
Wenn der Körper bereit ist, Lipide zu metabolisieren, unterbricht eine Reihe von katabolischen Reaktionen abgesehen zwei Kohlenstoffatome vom Ende einer Kette Fettsäure Acetyl-CoA zu bilden, der dann den Krebs-Zyklus eintritt ATP zu erzeugen. Diese Reaktionen weiter zu einem Zeitpunkt zwei Kohlenstoffatomen zu strippen, bis die gesamte Fettsäurekette in Acetyl-CoA-Moleküle umgewandelt wird.
Protein-Stoffwechsel konzentriert sich auf die Aminosäuren für die Synthese von Eiweißmolekülen im Körper benötigt produzieren. Aber zusätzlich zu der Energie in die Elektronentransportkette während des Proteinstoffwechsels freigegeben wird, erzeugt das Verfahren auch Nebenprodukte, wie Ammoniak und Ketosäure.
Energie freigesetzt Eingabe der Elektronentransportkette. Die Leber wandelt das Ammoniak in Harnstoff, die das Blut zu den Nieren zur Ausscheidung führt. Die Ketosäure tritt in den Krebs-Zyklus und wird in Pyruvat-Säuren umgewandelt ATP zu erzeugen.
Eine letzte Sache: Das schwere Schmerzen und Müdigkeit, die Sie in Ihren Muskeln nach dem anstrengenden Übung fühlen, ist das Ergebnis von Milchsäureaufbau während anaerobe Atmung. Glykolyse weiter, weil es keinen Sauerstoff stattfinden müssen. Aber Glykolyse braucht eine stetige Versorgung mit NAD+, das kommt in der Regel aus der sauerstoffabhängigen Elektronentransportkette Umwandlung NADH wieder in NAD+.
In seiner Abwesenheit, beginnt der Körper einen Prozess namens Milchsäuregärung, in denen ein Molekül Pyruvat kombiniert mit einem Molekül NADH ein Molekül NAD zu erzeugen+ plus ein Molekül der toxischen Nebenprodukt Milchsäure.