Metabole energie

Wat is metabole energie?

De Metabole energie Het is de energie verkregen door alle levende wezens van de chemische energie in voedsel (of voedingsstoffen). Deze energie is in principe hetzelfde voor alle cellen; De manier om te krijgen is echter erg divers.

Voedingsmiddelen worden gevormd door een reeks biomoleculen van verschillende typen, die chemische energie hebben die in hun links is opgeslagen. Op deze manier kunnen organismen profiteren van voedsel dat is opgeslagen in voedsel en deze energie vervolgens gebruiken in andere metabolische processen.

Alle levende organismen hebben energie nodig om te groeien en zich voort te planten, hun structuren te behouden en te reageren op de omgeving. Metabolisme omvat de chemische processen die het leven ondersteunen en die organismen in staat stellen chemische energie te transformeren in nuttige energie voor cellen.

Bij dieren breekt het metabolisme koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren af ​​om chemische energie te bieden. Van hun kant zetten planten de verlichting van de zon om in chemische energie om andere moleculen te synthetiseren; Dit wordt gedaan tijdens het fotosyntheseproces.

Soorten metabole reacties

Metabolisme omvat verschillende soorten reacties die kunnen worden gegroepeerd in twee grote categorieën: de afbraakreacties van organische moleculen en de synthesereacties van andere biomoleculen.

Katabolisme

Metabole afbraakreacties vormen celkatabolisme (of katabole reacties)). Deze omvatten de oxidatie van energie -rijke moleculen, zoals glucose en andere suikers (koolhydraten). Omdat deze reacties energie vrijgeven, worden ze exergonisch genoemd.

Anabolisme

Synthesiereacties vormen daarentegen celanabolisme (of anabole reacties)). Deze voeren moleculen reductieprocessen uit om anderen te vormen die rijk zijn aan opgeslagen energie, zoals glycogeen. Omdat deze reacties energie verbruiken, worden ze enter genoemd.

Metabole energiebronnen

De belangrijkste bronnen van metabole energie zijn:

• Glucosemoleculen.
• Vetzuren.

Het kan je van dienst zijn: ribzymen

Deze vormen een groep biomoleculen die snel kunnen worden geoxideerd om energie te verkrijgen.

Glucosemoleculen komen meestal van koolhydraten die zijn ingenomen in het dieet, zoals rijst, brood, pasta, onder andere derivaten van rijke groenten in zetmeel. Wanneer er weinig bloedglucose is, kan deze ook worden verkregen uit de glycogeenmoleculen die in de lever zijn opgeslagen.

Tijdens langdurig vasten, of in processen die extra energieverbruik vereisen, is deze energie vereist van vetzuren die worden gemobiliseerd door vetweefsel.

Deze vetzuren lijden onder een reeks metabole reacties die ze activeren, en laten hun transport naar het interieur van de mitochondriën toe waar ze worden geoxideerd. Dit proces wordt β-oxidatie van vetzuren genoemd en biedt tot 80 % extra energie onder deze omstandigheden.

Eiwitten en vetten zijn de laatste reserve om nieuwe glucosemoleculen te synthetiseren, met name in extreme vasten. Deze reactie is van het anabolische type en staat bekend als gluconeogenese.

Chemische energietransformatieproces in metabole energie

De complexe voedselmoleculen zoals suikers, vetten en eiwitten zijn rijke energiebronnen voor cellen, omdat veel van de energie die wordt gebruikt om deze moleculen te vormen, letterlijk wordt opgeslagen in de chemische bindingen die ze bij elkaar houden.

Wetenschappers kunnen de hoeveelheid energie meten die is opgeslagen in voedsel met behulp van een apparaat genaamd calorimetrische pomp. Met deze techniek wordt het voedsel in de calorimeter geplaatst en wordt het warm totdat het brandt. Overmatige warmte die wordt vrijgegeven door reactie is recht evenredig met de hoeveelheid energie in voedsel.

De realiteit is dat cellen niet werken als calorimeters. In plaats van energie te verbranden in een grote reactie, geven cellen de energie vrij die in hun voedselmoleculen langzaam wordt opgeslagen door een reeks oxidatiereacties.

Kan u van dienst zijn: nucleïnezuren: kenmerken, functies, structuur

Oxidatie

Oxidatie beschrijft een type chemische reactie waarbij elektronen van het ene molecuul naar het andere worden overgebracht, waardoor de samenstelling en het energie -inhoud van de donor- en acceptormoleculen worden gewijzigd. Voedselmoleculen fungeren als elektronendonoren.

Tijdens elke oxidatiereactie die betrokken is bij de ontleding van voedsel, heeft het reactieproduct een lager energie -gehalte dan het donormolecuul dat eraan voorafging op de route.

Tegelijkertijd worden elektron die moleculen accepteert een deel van de energie die tijdens elke oxidatiereactie wordt verloren van het voedingsmolecuul vastgelegd en opslaan voor later gebruik.

Uiteindelijk, wanneer koolstofatomen van een complex organisch molecuul volledig worden geoxideerd (aan het einde van de reactieketen) worden ze vrijgegeven in de vorm van koolstofdioxide.

De cellen gebruiken de energie van oxidatiereacties niet zodra deze wordt vrijgegeven. Wat er gebeurt, is dat ze het kleine en rijke moleculen in energie maken, zoals ATP en NADH, die overal in de cel kunnen worden gebruikt om het metabolisme te stimuleren en nieuwe cellulaire componenten te bouwen.

Reserveer energie

Wanneer energie overvloedig is, creëren eukaryotische cellen grotere en energierijke moleculen om deze overtollige energie op te slaan.

De resulterende suikers en vetten worden in afzettingen in de cellen bewaard, waarvan sommige groot genoeg zijn om zichtbaar te zijn in elektronische microfoto's.

Diercellen kunnen ook vertakte glucose (glycogeen) polymeren synthetiseren, die op hun beurt worden toegevoegd in deeltjes die kunnen worden waargenomen door elektronische microscopie. Een cel kan deze deeltjes snel mobiliseren wanneer u snelle energie nodig hebt.

Kan u van dienst zijn: biologische evolutie: theorieën, proces, tests en voorbeelden

In normale omstandigheden slaan mensen echter voldoende glycogeen op om een ​​energiedag te bieden. Plantencellen produceren geen glycogeen, maar produceren verschillende glucosepolymeren die bekend staan ​​als zetmeel, die worden opgeslagen in korrels.

Bovendien behouden zowel plantencellen als dieren energie door glucose af te leiden op vetsyntheseroutes. Een gram vet bevat bijna zes keer de energie van dezelfde hoeveelheid glycogeen, maar vetergie is minder beschikbaar dan glycogeen.

Toch is elk opslagmechanisme belangrijk omdat cellen energieafzettingen nodig hebben, zowel op de korte als de lange termijn.

Vetten worden opgeslagen in druppeltjes in celcytoplasma. Mensen slaan over het algemeen voldoende vet op om hun cellen meerdere weken te leveren.

Referenties

1. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., Roberts, K. & Walter, p. (2014). Biologie van de celmoleculair (6e ed.)). Slingerwetenschap.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, g. & Strayer, L. (2015). Biochemie (8e ed.)). W. H. Freeman en bedrijf
3. Campbell, n. & Reece, j. (2005). Biologie (2e ed.) Pearson Education.
4. Lodish, h., Berk, een., Kaiser, c., Krieger, m., Bretscher, een. , Plaath, h., Amon, een. & Martin, K. (2016). Moleculaire celbiologie (8e ed.)). W. H. Freeman en bedrijf.
5. Purves, w., Sadava, D., Orians, g. & Heller, h. (2004). Life: The Science of Biology (7e ed.)). Sinauer Associates en W. H. Freeman.
6. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologie (7e ed.) Cengage leren.
7. VOET, D., VOET, J. & Pratt, c. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life op moleculair niveau (5e ed.)). Wiley.