Relatie tussen materie en energie waargenomen in celvoeding

Wat is celvoeding?

Cellulaire voeding is het proces waarbij de kleine cellen die ons lichaam vormen en dat van alle levende wezens, chemische stoffen uit de omgeving nemen en ze transformeren in de materie en energie die ze gebruiken om te leven.

De cellen zijn als kleine fabrieken die inputs vereisen om de stoffen te kunnen produceren waaruit ze zijn gemaakt. Deze inputs (die vaak complexe stoffen zijn) zijn wat we bedoelen als we het hebben over "materie" of het materiële onderdeel van celvoeding.

Aan de andere kant hebben deze kleine fabrieken een complexe cellulaire machines die 24 uur per dag, elke dag van het jaar werkt en ook energie nodig heeft. Zoals we in een oogwenk zullen zien, is deze energie nauw verbonden met de grondstof die de cel gebruikt voor zijn groei en reproductie.

Relatie tussen materie en energie

Wat nodig is om elke auto te laten werken? Naast een motor, een transmissie, vier wielen en een structuur en lichaam om alles bij elkaar te houden, heeft het ook brandstof nodig.

Hetzelfde geldt voor cellen. Ze hebben een brandstof nodig waar ze de nodige energie kunnen verkrijgen om alle levensprocessen te laten lopen.

In het geval van een benzineauto wordt de brandstof gevormd door een klasse van chemische stof die koolwaterstof wordt genoemd, maar in het geval van cellen komt energie van koolhydraten en andere organische stoffen.

En hoe die energie wordt vrijgegeven? Het verbreken van de chemische bindingen die de verschillende atomen behouden die de moleculen samen vormen.

Hoe wordt de energie in de gemeten voedingsstoffen?

De energie in voedsel wordt gemeten in calorieën. A calorie Het is de hoeveelheid energie in de vorm van warmte die nodig is om de temperatuur van een gram water te verwarmen of te verhogen.

De manier waarop het wordt bepaald hoeveel energie er in voedsel is, is om ze te verbranden en vervolgens te meten hoeveel een monster water met de vrijgegeven warmte wordt verwarmd.

Als we bijvoorbeeld 1 gram tarwebloem verbranden, komen er 3 vrij.640 calorieën. Deze hitte is voldoende om 3 te verwarmen.640 g water (iets meer dan 3 en een half liter) van 25 ° C tot 26 ° C. We kunnen het ook zien als de noodzakelijke hoeveelheid warmte om 60 gram water te verwarmen van 20 ° C tot 80 ° C.

OPMERKING: Wanneer we de calorieën van voedsel op het etiket lezen, moet er voorzichtig zijn, omdat er twee soorten calorieën zijn. De calorie van kleine letters (die wordt weergegeven als limoen) is de normale calorie. Veel labels tonen echter calorieën met hoofdletters (kalk) die eigenlijk gelijk is aan 1.000 calorieën of 1 kilocaloria.

Hoe gebruiken dit energieverbruikcellen?

Cellen gebruiken niet de energie die wordt afgegeven uit voedselverwerking rechtstreeks in de vorm van warmte. In plaats daarvan slaan ze al deze energie op in de vorm van speciale moleculen genaamd Adenosining of ATP.

Deze ATP is de echte brandstof die alle cellen gebruiken voor de overgrote meerderheid van de chemische reacties die ze in leven houden. Het is alsof de koolhydraten die we eten ruwe olie was dat de verfijncel om benzine met een hoog octaan te produceren (de ATP) die dezelfde cellen vervolgens gebruiken om hun motor te starten. Dit gebeurt in kleine fabrieken genaamd Mitochondria.

Waar komt de zaak vandaan?

Koolhydraten bevatten alleen koolstof, waterstof en zuurstof, maar cellen worden gevormd door nog veel meer elementen. De rest van de bouwmaterialen om de verschillende delen van de cellen te produceren komt van eiwitten, lipiden, nucleïnezuren en andere chemische stoffen die onze cellen verwerken. Deze stoffen kunnen uit een van de twee bronnen komen:

• Ze komen uit de omgeving (we eten ze bijvoorbeeld in ons dieet) en absorberen vervolgens de cellen.
• Ze bestaan ​​uit organellen en andere stukken van dezelfde cellen die worden gerecycled om inspanningen en energie te bezuinigen.

Heterotrofe autotrofe voeding en voeding

Afhankelijk van het type stoffen dat hun cellen kunnen gebruiken als een bron van materie en energie, kunnen we twee verschillende soorten levende wezens onderscheiden: autotrofen en heterotrofen.

Autotrofen zijn levende wezens die anorganische stoffen van de omgeving kunnen absorberen en ze kunnen transformeren in organisch voedsel voor cellen. Planten zijn een typisch voorbeeld van autotrofen.

Aan de andere kant zijn wij heterotrofen, dat wil zeggen levende wezens die we niet ons eigen voedsel kunnen synthetiseren. Om deze reden moeten we andere levende wezens consumeren om de voedingsstoffen te kunnen gebruiken waaruit ze zijn gemaakt.

Ongeacht of het autotrofe of heterotrofe voeding is, hebben beide cellulaire voedingsprocessen echter enkele stadia gemeenschappelijk.

Het proces van celvoeding

Eten van voedsel

Celvoeding begint met voedselinname. Voor ons betekent dit eten. Onze voedingsmiddelen bevatten allerlei complexe verbindingen gevormd door zeer grote moleculen die niet in de cellen passen, dus onze spijsvertering is verantwoordelijk voor het breken en hakken in kleine stukjes zodat de cellen ze kunnen absorberen.

In het geval van planten absorberen ze direct anorganische voedingsstoffen door hun wortels en bladeren.

Opname van stoffen in de cel

Na de spijsvertering worden kleinere stukken geabsorbeerd en verdeeld door bloed naar de rest van het lichaam waar cellen ze absorberen door verschillende mechanismen.

Digestie van cellulaire stof

Eenmaal in de cellen worden deze stoffen aangevallen met een set enzymen die in feite eiwitten, koolhydraten, DNA, RNA en triglyceriden ontwapenen om alle kleine bouwblokken klaar te laten voor de volgende stap.

Metabolisme

Eenmaal "ongewapende" voedingsmiddelen kunnen deze op twee manieren worden verwerkt:

Katabolismen

Catabolisme, ook wel destructieve metabolisme genoemd, blijft de grootste moleculen in kleinere breken, waardoor de energie in zijn links wordt vrijgeeft. In het geval van mensen oxideert dit proces glucose en andere koolhydraten met behulp van luchtzuurstof om koolstofdioxide, water en ATP te produceren.

Anabolisme

Het is het deel van het metabolisme waarin de cel kleine constructieblokken zoals aminozuren en nucleotiden gebruikt om eiwitten en DNA te bouwen, naast andere grote moleculen die vervolgens deel worden.

Afscheiding

Het voedingsproces omvat ook de uitscheiding van al het toxische afval uit de cel en vervolgens in het lichaam. Dit laatste proces sluit de cyclus van celvoedingscyclus en houden het volledige systeem in constante functioneren.