Ce este metabolismul?

• Hipoglicemie

Cu privire la metabolism sau metabolism acum există o mulțime de discuții. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor nu știu ce metabolism este și ce procese au loc în mod constant în corpul nostru.

Ce este un metabolism?

Metabolismul este o transformare chimică care apare în corpul fiecărei persoane atunci când sunt furnizate substanțe nutritive și până la momentul în care produsele finale ale tuturor transformărilor și transformărilor derivă din acesta în mediul extern. Cu alte cuvinte, metabolismul în organism este un set de reacții chimice care apar în el pentru a-și menține activitatea vitală. Toate procesele combinate de acest concept permit oricărui organism să se multiplice și să se dezvolte, menținând în același timp toate structurile sale și răspunzând la influențele mediului.

Procese metabolice

De regulă, procesele metabolice sunt împărțite în două etape interdependente, cu alte cuvinte, metabolismul are loc în organism în două etape:

• Etapa I Anabolismul este un proces de combinare a proceselor chimice, care vizează formarea de celule și componente ale țesuturilor corporale. Dacă dezvăluiți procese chimice, atunci acestea înseamnă sinteza aminoacizilor, nucleotidelor, acizilor grași, monozaharidelor, proteinelor.
• Etapa a II-a. Catabolismul este procesul de divizare a produselor alimentare și a moleculelor proprii în substanțe mai simple, în timp ce eliberarea energiei conținute în ele. Echilibrul dintre etapele de mai sus dă o muncă și o dezvoltare armonioasă a corpului și este reglementată de hormoni. Enzimele sunt un alt ajutor esențial în procesul metabolic. În procesul de metabolizare, ele acționează ca un fel de catalizator și creează unele substanțe chimice de la alții.

Rolul metabolismului în corpul uman

Trebuie să știți că metabolismul este alcătuit din toate reacțiile, ca urmare a construcției diferitelor celule și țesuturi ale corpului și extragerea energiei utile. Deoarece procesele anabolice din orice organism sunt asociate cu consumul de energie pentru construcția de noi celule și molecule, procesele catabolice eliberează energie și formează astfel de produse finale precum dioxidul de carbon, amoniacul, ureea și apa.

Din cele de mai sus, se poate observa că un proces metabolic bine coordonat în organism este cheia pentru o muncă bine coordonată și stabilă a tuturor organelor umane, pe lângă faptul că servește și ca indicator al sănătății. Întrucât rata metabolică afectează activitatea tuturor organelor umane. Orice dezechilibru în procesul de metabolizare poate duce la consecințe grave pentru organism, și anume - la un alt tip de boală.

Tulburările metabolice pot apărea cu diferite modificări în fiecare sistem al corpului, dar de multe ori acest lucru se întâmplă în sistemul endocrin. Eșecurile pot apărea cu diferite diete și diete nesănătoase, cu suprasolicitare nervoasă și stres. De aceea este recomandat să fii atent la stilul tău de viață și nutriție. Prin urmare, dacă vă interesează sănătatea, este necesar să efectuați periodic o examinare a corpului, să îl curățați de toxine și, bineînțeles, să mâncați bine, deoarece normalizarea metabolismului este cheia pentru sănătatea dumneavoastră.

Acum știi totul despre metabolism și nu te vei mira, metabolismul, ce este? Și puteți să vă adresați medicului la timp pentru cea mai mică perturbare, ceea ce va ajuta ulterior să evitați multe probleme.

Metabolismul (metabolismul) și transformarea energiei în organism

Metabolism (metabolism)

Metabolismul sau metabolismul este o combinație de procese biochimice și procese ale activității celulare. Asigură existența organismelor vii. Există procese de asimilare (anabolism) și disimilare (catabolism). Aceste procese sunt aspecte diferite ale unui singur proces de metabolizare și de conversie a energiei în organismele vii.

asimilare

Asimilarea este procesul asociat cu absorbția, asimilarea și acumularea de substanțe chimice care sunt folosite pentru a sintetiza compușii necesari pentru organism.

Schimb de plastic

Metabolismul metabolic este un set de reacții de sinteză care asigură reluarea compoziției chimice, creșterea celulelor.

disimilație

Disimilarea este un proces care este asociat cu defalcarea substanțelor.

Schimbul de energie

Metabolismul energetic este o combinație a împărțirii compușilor complexi cu eliberarea de energie. Organismele din mediul înconjurător, în anumite forme, absoarbe energia. Apoi își restituie suma echivalentă într-o altă formă.

Procesele de asimilare nu sunt întotdeauna echilibrate cu procesele de disimilare. Acumularea de substanțe și creșterea în organismele în curs de dezvoltare sunt asigurate de procesele de asimilare, astfel încât acestea prevalează. Procesele de disimilare predomină cu lipsa nutrienților, cu munca fizică intensă și cu îmbătrânirea.

Procesele de asimilare și disimilare sunt strâns legate de tipurile de nutriție ale organismelor. Principala sursă de energie pentru organismele vii ale Pământului este lumina soarelui. Ea satisface indirect sau direct nevoile lor energetice.

autotrophs

Autotrofii (din limba greacă Autos - auto și trofeu - alimente, nutriție) sunt organisme care pot sintetiza compușii organici din anorganici folosind un anumit tip de energie. Sunt fototrofe și chemotrofe.

fototrofice

Fototrofe (din fotografiile grecești - fotografii) - organisme care, pentru sinteza compușilor organici din utilizarea anorganică, energia luminii. Unele procariote (fotosinteza bacteriilor sulfuroase și cianobacteriile) și plantele verzi le aparțin.

chemotroph

Chemotrofii (din chimia greacă - chimie) pentru sinteza compușilor organici din utilizarea anorganică a energiei reacțiilor chimice. Acestea includ unele procariote (bacterii de fier, bacterii de sulf, fixare cu azot, etc.). Procesele autotrofice se referă mai mult la procesele de asimilare.

heterotrophs

Heterotrofii (din grecul Heteros - celălalt) sunt organisme care își sintetizează propriii compuși organici din compuși organici finali sintetizați de alte organisme. Cele mai multe procariote, ciuperci și animale le aparțin. Pentru ei, sursa de energie este materia organică pe care o primesc din alimente: organisme vii, reziduurile sau deșeurile acestora. Principalele procese ale organismelor heterotrofice - defalcarea substanțelor - se bazează pe procese de disimilare.

Energia din sistemele biologice este utilizată pentru a furniza diferite procese în organism: termică, mecanică, chimică, electrică etc. O parte a energiei în timpul reacțiilor de schimb de energie este disipată ca căldură, o parte a acesteia fiind stocată în legături chimice de înaltă energie a anumitor compuși organici. O astfel de substanță universală este adenozin trifosfat ATP. Este un acumulator chimic universal de energie în celulă.

Sub acțiunea enzimei, un rest de acid fosforic este scindat. Apoi ATP se transformă în adenozin difosfat - ADP. În acest caz, circa 42 kJ de energie este eliberată. Îndepărtarea a două reziduuri de acid fosforic produce adenozin monofosfat - ATP (84 kJ de energie este eliberat). Molecula AMP poate fi scindată. Astfel, în timpul defalcării ATP, se eliberează o cantitate mare de energie, care este folosită pentru a sintetiza compușii necesari pentru organism, pentru a menține o anumită temperatură a corpului etc.

Natura legăturilor macroergice ale ATP rămâne în cele din urmă neclară, deși acestea depășesc de mai multe ori intensitatea energetică a obligațiunilor obișnuite.

Ce este metabolismul?

Economisiți timp și nu vedeți anunțuri cu Knowledge Plus

Economisiți timp și nu vedeți anunțuri cu Knowledge Plus

Răspunsul

Răspunsul este dat

wevehadenough

Procesul de metabolism în organism :)

Conectați Knowledge Plus pentru a accesa toate răspunsurile. Rapid, fără publicitate și pauze!

Nu ratați importanța - conectați Knowledge Plus pentru a vedea răspunsul chiar acum.

Urmăriți videoclipul pentru a accesa răspunsul

Oh nu!
Răspunsurile au expirat

Conectați Knowledge Plus pentru a accesa toate răspunsurile. Rapid, fără publicitate și pauze!

Nu ratați importanța - conectați Knowledge Plus pentru a vedea răspunsul chiar acum.

Urmăriți videoclipul pentru a accesa răspunsul

Oh nu!
Răspunsurile au expirat

• Comentarii
• Marcați încălcarea

Răspunsul

Răspunsul este dat

Lola Stuart

un set de reacții chimice care apar într-un organism viu pentru a susține viața. Aceste procese permit organismelor să crească și să se înmulțească, să-și mențină structurile și să răspundă influențelor mediului. Metabolismul este, de obicei, împărțit în două etape: în substanțele godecatabolism, substanțele organice complexe sunt degradate până la cele mai simple; În procesul de anabolism cu costul energiei, se sintetizează substanțe cum ar fi proteine, zaharuri, lipide și acizi nucleici.

metabolism

METABOLISM sau metabolismul, transformările chimice care apar din momentul în care nutrienții intră în organismul viu până în momentul în care produsele finale ale acestor transformări sunt eliberate în mediul extern. Metabolismul include toate reacțiile, în urma cărora sunt construite elementele structurale ale celulelor și țesuturilor, și procesele în care energia este extrasă din substanțele conținute în celule. Uneori, pentru confort, cele două părți ale metabolismului sunt considerate separat - anabolism și catabolism, adică procesele de creare a substanțelor organice și procesele de distrugere a acestora. Procesele anabolice sunt de obicei asociate cu cheltuielile de energie și conduc la formarea de molecule complexe de la cele mai simple, procesele catabolice sunt însoțite de eliberarea de energie și rezultă în formarea unor astfel de produse finale (deșeuri) de metabolizare cum ar fi ureea, dioxidul de carbon, amoniacul și apa.

Termenul "metabolism" a intrat în viața de zi cu zi, deoarece medicii au început să asocieze supraponderali sau subponderali, nervozitate excesivă sau, invers, letargie a unui pacient cu un metabolism crescut sau scăzut. Pentru judecățile despre intensitatea metabolismului puneți testul pentru "metabolismul primar". Metabolismul bazal este un indicator al capacității organismului de a produce energie. Testul este efectuat pe stomacul gol în repaus; măsurarea absorbției oxigenului (O₂) și eliberarea dioxidului de carbon (CO₂). Comparând aceste valori, determinați cât de complet utilizează organismul ("arsuri") substanțele nutritive. Hormonii glandei tiroide influențează intensitatea metabolismului, prin urmare, atunci când diagnosticarea bolilor asociate tulburărilor metabolice, medicii măsoară din ce în ce mai mult nivelul hormonilor din sânge. A se vedea, de asemenea, THYROID GLAND.

Metode de cercetare.

Când studiază metabolismul oricărui nutrient, toate transformările sale sunt urmărite din forma în care acesta intră în organism până la produsele finale îndepărtate din corp. În astfel de studii, se utilizează un set extrem de divers de metode biochimice.

Utilizarea animalelor sau a organelor intacte.

Compusul studiat este administrat la animal și apoi produsele posibile de conversie (metaboliții) acestei substanțe sunt determinate în urină și excremente. Informații mai specifice pot fi obținute prin examinarea metabolismului unui anumit organ, cum ar fi ficatul sau creierul. În aceste cazuri, substanța este injectată în vasul de sânge corespunzător, iar metaboliții sunt determinați în sângele care curge din organ.

Deoarece acest tip de procedură este foarte dificilă, se folosesc adesea secțiuni subțiri de organe pentru cercetare. Acestea sunt incubate la temperatura camerei sau la temperatura corpului în soluții cu adaosul substanței, a cărui metabolizare este studiată. Celulele din astfel de preparate nu sunt deteriorate și deoarece secțiunile sunt foarte subțiri, substanța penetrează cu ușurință în celule și le lasă cu ușurință. Uneori apar dificultăți deoarece substanța trece prin membranele celulare prea încet. În aceste cazuri, țesuturile sunt zdrobite pentru a distruge membranele, iar pastele de celule sunt incubate cu substanța de testat. În astfel de experimente, sa arătat că toate celulele vii oxidează glucoza la CO₂ și apă și că doar țesutul hepatic este capabil să sintetizeze ureea.

Utilizarea celulelor.

Chiar și celulele sunt sisteme foarte complexe. Ei au un nucleu, iar în citoplasma înconjurătoare există corpuri mai mici, așa-numitele. organele de diferite mărimi și texturi. Folosind tehnica adecvată, țesutul poate fi "omogenizat" și apoi supus unei centrifugări diferențiale (separare) și formulări care conțin numai mitocondriile, numai microzomii sau un lichid limpede - citoplasma. Aceste medicamente pot fi incubate separat cu compusul a cărui metabolizare este studiată și în acest fel se poate determina care structuri subcelulare particulare sunt implicate în transformările sale succesive. Există cazuri în care reacția inițială are loc în citoplasmă, produsul său se transformă în microzomi și produsul acestei transformări intră într-o nouă reacție deja în mitocondrii. Incubarea substanței studiate cu celule vii sau cu un omogenat de țesut de obicei nu dezvăluie etapele individuale ale metabolismului său și numai experimentele secvențiale în care una sau o altă structură subcelulară este utilizată pentru incubare ne permit să înțelegem întregul lanț de evenimente.

Utilizarea izotopilor radioactivi.

Pentru a studia metabolismul unei substanțe, este necesar: 1) metode analitice adecvate pentru determinarea acestei substanțe și a metaboliților acesteia; și 2) metode pentru a distinge substanța adăugată de aceeași substanță deja prezentă în preparatul biologic. Aceste cerințe au servit drept principalul obstacol în studiul metabolismului până când au fost descoperite izotopii radioactivi ai elementelor și, în primul rând, carbonul radioactiv 14 C. Odată cu apariția compușilor etichetați cu 14 C, precum și cu instrumente pentru măsurarea radioactivității slabe, aceste dificultăți au fost depășite. Dacă se adaugă un acid gras cuaternar de 14 C la un preparat biologic, de exemplu, la o suspensie de mitocondrie, atunci nu sunt necesare analize speciale pentru a determina produsele transformărilor sale; pentru a estima rata de utilizare a acesteia, este suficientă măsurarea pur și simplu a radioactivității fracțiilor mitocondriale produse succesiv. Aceeași tehnică facilitează distingerea moleculelor de acizi grași radioactivi introduse de către experimentator din moleculele de acizi grași deja prezente în mitocondriile la începutul experimentului.

Cromatografie și electroforeză.

Pe lângă cerințele de mai sus, un biochimist are, de asemenea, nevoie de metode pentru separarea amestecurilor constând din cantități mici de substanțe organice. Cele mai importante dintre ele - cromatografia, care se bazează pe fenomenul de adsorbție. Separarea componentelor amestecului se efectuează fie pe hârtie, fie prin adsorbție pe sorbent, care este umplut cu coloane (tuburi din sticlă lungă), urmată de eluția treptată (leșiere) a fiecăruia dintre componente.

Separarea prin electroforeză depinde de semnul și de numărul de încărcări ale moleculelor ionizate. Electroforeza se efectuează pe hârtie sau pe un purtător inert (inactiv), cum ar fi amidonul, celuloza sau cauciucul.

O metodă de separare foarte sensibilă și eficientă este cromatografia de gaz. Se folosește în cazurile în care substanțele care urmează a fi separate sunt în stare gazoasă sau pot fi transferate către aceasta.

Izolarea enzimei.

Secțiunea animală, organ, țesut, omogenat și fracțiune de organele celulare ocupă ultimul loc din serie - o enzimă capabilă să catalizeze o anumită reacție chimică. Izolarea enzimelor în formă purificată este o secțiune importantă în studiul metabolismului.

Combinația acestor metode ne-a permis să urmărim principalele căi metabolice în majoritatea organismelor (inclusiv omul), pentru a stabili exact unde au loc aceste diferite procese și pentru a determina etapele succesive ale principalelor căi metabolice. Până în prezent, sunt cunoscute mii de reacții biochimice individuale, iar enzimele implicate în ele au fost studiate.

Metabolismul celulelor.

O celulă vie este un sistem foarte organizat. Are diverse structuri, precum și enzime care le pot distruge. De asemenea, conține macromolecule mari care se pot descompune în componente mai mici ca urmare a hidrolizei (despicare sub acțiunea apei). Celula conține de obicei o cantitate mare de potasiu și foarte puțin sodiu, deși celula există într-un mediu în care există mult sodiu și potasiu relativ puțin, iar membrana celulară este ușor permeabilă la ambii ioni. În consecință, o celulă este un sistem chimic, foarte departe de echilibru. Echilibrul apare numai în procesul de autoliza post-mortem (auto-digestie sub acțiunea propriilor enzime).

Nevoia de energie.

Pentru a menține sistemul într-o stare departe de echilibrul chimic, este necesar să se lucreze și, în acest scop, este necesară energie. Obținerea acestei energii și realizarea acestei lucrări este o condiție indispensabilă pentru ca celula să rămână în starea sa staționară (normală), departe de echilibru. În același timp, efectuează și alte activități legate de interacțiunea cu mediul, de exemplu: în celulele musculare, contracția; în celulele nervoase - conducând impulsuri nervoase; în celulele rinichilor - formarea de urină, semnificativ diferită în compoziție față de plasma sanguină; în celule specializate ale tractului gastrointestinal - sinteza și secreția enzimelor digestive; în celulele glandelor endocrine - secreția de hormoni; în celulele de licurici - strălucire; în celulele unor pești - generarea de descărcări electrice, etc.

Surse de energie.

În oricare dintre exemplele de mai sus, sursa directă de energie pe care o utilizează celula pentru a produce lucrul este energia conținută în structura adenozin trifosfatului (ATP). Datorită naturii structurii sale, acest compus este bogat în energie, iar ruperea legăturilor între grupurile sale fosfatice poate să apară astfel încât energia eliberată să fie utilizată pentru producerea de lucru. Cu toate acestea, energia nu poate fi pusă la dispoziția celulei cu o defalcare hidrolitică simplă a legăturilor fosfatice ale ATP: în acest caz, se pierde, fiind eliberată sub formă de căldură. Procesul trebuie să cuprindă două etape consecutive, fiecare dintre acestea implicând un produs intermediar, desemnat aici X - F (în ecuațiile X și Y de mai sus două substanțe organice diferite, Φ - fosfat, ADP - adenozin difosfat):

Deoarece ATP este necesar pentru aproape orice manifestare a activității celulare, nu este surprinzător faptul că activitatea metabolică a celulelor vii este în primul rând orientată spre sinteza ATP. Diferite secvențe complexe de reacții care utilizează energia chimică potențială conținută în moleculele de carbohidrați și grăsimi (lipide) servesc acestui scop.

METABOLISMUL CARBOHIDĂTELOR ȘI LIPIDELOR

Sinteza ATP.

Anaerob (fără oxigen). Principalul rol al carbohidraților și lipidelor în metabolismul celular este că scindarea lor în compuși simpli oferă sinteza ATP. Nu există nici o îndoială că aceleași procese au continuat în primele celule cel mai primitive. Cu toate acestea, într-o atmosferă lipsită de oxigen, oxidarea completă a carbohidraților și a grăsimilor la CO₂ era imposibil. Aceste celule primitive au avut toate mecanismele prin care restructurarea structurii moleculei de glucoză a oferit sinteza unor cantități mici de ATP. Vorbim despre procesele pe care microorganismele le numesc fermentație. Digestia glucozei în alcool etilic și CO este cel mai bine studiată.₂ în drojdie.

În cursul a 11 reacții consecutive necesare pentru a finaliza această transformare, se formează un număr de produse intermediare, care sunt esteri fosfați (fosfați). Grupul lor fosfat este transferat la adenozin difosfat (ADP) cu formarea de ATP. Randamentul net al ATP este de 2 molecule ATP pentru fiecare moleculă de glucoză împărțită în procesul de fermentație. Procese similare se produc în toate celulele vii; deoarece furnizează energia necesară activității vitale, uneori (nu destul de corect) se numește respirație celulară anaerobă.

La mamifere, inclusiv la oameni, un astfel de proces se numește glicoliză și produsul final este acid lactic, nu alcool și CO.₂. Întreaga secvență de reacții de glicoliză, cu excepția ultimelor două etape, este complet identică cu procesul care apare în celulele de drojdie.

Aerobic (folosind oxigen). Odată cu apariția oxigenului din atmosferă, sursa căreia era aparent fotosinteza plantelor, în timpul evoluției a fost dezvoltat un mecanism care asigură o oxidare completă a glucozei la CO₂ și apă, un proces aerobic în care randamentul net al ATP este de 38 molecule ATP per moleculă de glucoză oxidată. Acest proces de consum de oxigen de către celule pentru formarea compușilor bogați în energie este cunoscut sub numele de respirație celulară (aerobă). Spre deosebire de procesul anaerob, efectuat de enzimele citoplasmatice, au loc procese oxidative în mitocondrii. În mitocondrii, acidul piruvic, un produs intermediar format în faza anaerobă, este oxidat în CO.₂ în șase reacții consecutive, în fiecare dintre care o pereche de electroni este transferată într-o acceptorie comună - coenzima nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD). Această secvență de reacții se numește ciclul acidului tricarboxilic, ciclul acidului citric sau ciclul Krebs. Din fiecare moleculă de glucoză se formează 2 molecule de acid piruvic; 12 perechi de electroni se separă de molecula de glucoză în timpul oxidării sale, descrisă de ecuația:

Transferul de electroni

Fiecare mitocondrie are un mecanism prin care NAD redus (NADHN, unde H este hidrogen) format în ciclul acidului tricarboxilic transferă perechile sale electronice la oxigen. Transferul, totuși, nu are loc direct. Electronii sunt transmiși "de la mână în mână" și, numai după trecerea printr-un lanț de purtători, se alătură oxigenului. Acest "lanț de transport al electronilor" constă din următoarele componente:

NADH H N ® Flavineninindinkleotid ® Coenzima Q ®

® Cytochrome b ® Cytochrome c ® Cytochrome a ® O₂

Toate componentele acestui sistem care se află în mitocondrii sunt fixate în spațiu și legate între ele. Astfel starea lor facilitează transferul de electroni.

NAD conține acid nicotinic (vitamina Niacin), iar dinucleotida flavin adenină conține riboflavină (vitamina B₂). Coenzima Q este o chinonă înaltă moleculară sintetizată în ficat, iar citocromii sunt trei proteine ​​diferite, fiecare dintre ele, cum ar fi hemoglobina, conține o hemogrupă.

În lanțul de transfer de electroni pentru fiecare pereche de electroni transferați de la NAD H la O₂, 3 molecule ATP sunt sintetizate. Din moment ce 12 perechi de electroni se separă de fiecare moleculă de glucoză și se transferă la moleculele NAD, se formează un total de molecule de 3 '12 = 36 ATP per moleculă de glucoză. Acest proces de formare a ATP în timpul oxidării se numește fosforilare oxidativă.

Lipidele ca sursă de energie.

Acizii grași pot fi utilizați ca sursă de energie în același mod ca și carbohidrații. Aciditatea grasă se realizează prin scindarea succesivă a fragmentului bicarbonat din molecula de acid gras pentru a forma acetil coenzima A (acetil CoA) și transferul simultan al două perechi de electroni în lanțul de transfer de electroni. Acetil CoA rezultată este o componentă normală a ciclului de acid tricarboxilic și, ulterior, soarta sa nu diferă de cea a acetil CoA furnizată de metabolismul carbohidratului. Astfel, mecanismele de sinteză a ATP în oxidarea acizilor grași și a metaboliților glucozei sunt aproape aceleași.

Dacă corpul animalului primește energie aproape în întregime doar datorită oxidării acidului gras, și aceasta se întâmplă, de exemplu, în timpul postului sau diabetului zaharat, viteza de formare a acetil-CoA depășește rata de oxidare a acestuia în ciclul acidului tricarboxilic. În acest caz, moleculele suplimentare acetil CoA reacționează una cu alta, ducând la formarea acidului acetoacetic și a acidului b-hidroxibutiric. Acumularea lor este cauza stării patologice, așa-numita. ketoza (un tip de acidoză), care în diabet zaharat sever poate provoca comă și moarte.

Stocarea energiei.

Animalele mănâncă neregulat, iar corpul lor trebuie să stocheze energia conținută în alimente, sursa cărora este carbohidrații și grăsimile absorbite de animal. Acizii grași pot fi depozitați ca grăsimi neutre, fie în ficat, fie în țesutul adipos. Carbohidrații, în cantități mari, în tractul gastrointestinal sunt hidrolizați la glucoză sau alte zaharuri, care apoi sunt transformate în aceeași glucoză în ficat. Aici, un glicogen de polimeri gigant este sintetizat din glucoză prin atașarea resturilor de glucoză unul pe altul prin eliminarea moleculelor de apă (numărul de resturi de glucoză din moleculele de glicogen ajunge la 30.000). Atunci când există o nevoie de energie, glicogenul se dezintegrează din nou la glucoză în reacție, produsul căruia este fosfatul de glucoză. Acest fosfat de glucoză este direcționat către calea glicolizei, un proces care face parte din calea de oxidare a glucozei. În ficat, fosfatul de glucoză poate fi supus, de asemenea, hidrolizei, iar glucoza rezultată intră în sânge și este transmisă de sânge celulelor în diferite părți ale corpului.

Sinteza lipidelor din carbohidrați.

Dacă cantitatea de carbohidrați absorbită din alimente la un moment dat este mai mare decât cea care poate fi stocată sub formă de glicogen, atunci excesul de carbohidrați este transformat în grăsimi. Secvența inițială de reacții coincide cu modul obișnuit de oxidare, adică La început, acetil-CoA este format din glucoză, dar apoi acest acetil-CoA este utilizat în citoplasma celulei pentru a sintetiza acizii grași cu lanț lung. Procesul de sinteză poate fi descris ca inversarea unui proces normal de oxidare a celulelor grase. Acizii grași sunt apoi depozitați ca grăsimi neutre (trigliceride) care se acumulează în diferite părți ale corpului. Când este necesară energie, grăsimile neutre suferă hidroliză, iar acizii grași intră în sânge. Aici sunt adsorbite de molecule de proteine ​​din plasmă (albumină și globulină) și apoi absorbite de celule de diferite tipuri. Nu există mecanisme capabile să sintetizeze glucoza din acizi grași la animale, însă plantele au astfel de mecanisme.

Metabolismul lipidic.

Lipidele intră în organism în principal sub formă de trigliceride de acizi grași. În intestin sub acțiunea enzimelor pancreatice, acestea suferă hidroliză, ale cărei produse sunt absorbite de celulele peretelui intestinal. Aici, grasimile neutre sunt sintetizate recent de la ele, care intră în sânge prin sistemul limfatic și sunt fie transportate către ficat, fie depozitate în țesut adipos. A fost deja indicat mai sus că acizii grași pot fi, de asemenea, sintetizați din nou de la precursorii de carbohidrați. Trebuie remarcat faptul că, deși includerea unei legături duble în moleculele de acizi grași cu lanț lung (între C-9 și C-10) poate să apară în celulele mamifere, aceste celule sunt incapabile să includă a doua și a treia legătură dublă. Deoarece acizii grași cu două și trei legături duble joacă un rol important în metabolismul mamiferelor, ele sunt, în esență, vitamine. Prin urmare, linoleic (C_{18: 2}) și linolenic (C._{18: 3}) Acizii se numesc acizi grași esențiali. În același timp, în celulele de mamifere, o a patra legătură dublă poate fi încorporată în acid linolenic și acidul arahidonic poate fi format prin prelungirea lanțului carbon (C_{20: 4}), de asemenea, un participant necesar în procesele metabolice.

În procesul de sinteză a lipidelor, resturile de acid gras asociate cu coenzima A (acil-CoA) sunt transferate în glicerofosfat, un ester al acidului fosforic și glicerol. Ca rezultat, se formează acid fosfatidic - un compus în care o grupă hidroxil de glicerol este esterificată cu acid fosforic și două grupuri cu acizi grași. Atunci când se formează grăsimi neutre, acidul fosforic este îndepărtat prin hidroliză, iar al treilea acid gras își ia locul ca urmare a reacției cu acil-CoA. Coenzima A este formată din acid pantotenic (una dintre vitamine). În molecula sa există o grupare sulfhidril (-SH) capabilă să reacționeze cu acizi pentru a forma tioesteri. Atunci când se formează fosfolipide, acidul fosfatidic reacționează direct cu un derivat activat al uneia dintre bazele azotului, cum ar fi colina, etanolamina sau serina.

Cu excepția vitaminei D, toate steroizii găsiți în corpurile animalelor (derivați ai alcoolilor complexi) sunt ușor sintetizați de organismul însuși. Acestea includ colesterol (colesterol), acizi biliari, hormoni sexuali masculini și feminini și hormoni suprarenali. În fiecare caz, acetil CoA servește ca materie primă pentru sinteza: scheletul carbon al compusului sintetizat este construit din grupări acetil prin repetarea repetată a condensării.

PROTEINELE METABOLISMULUI

Sinteza aminoacizilor

Plantele și cele mai multe microorganisme pot trăi și cresc într-un mediu în care doar mineralele, dioxidul de carbon și apa sunt disponibile pentru nutriția lor. Aceasta înseamnă că toate aceste organisme găsite în ele, aceste organisme se sintetizează. Proteinele găsite în toate celulele vii sunt construite din 21 de tipuri de aminoacizi asociați în diferite secvențe. Aminoacizii sunt sintetizați de organisme vii. În fiecare caz, o serie de reacții chimice conduc la formarea de a-cetoacizi. Un astfel de a-cetoacid, și anume a-ketoglutaric (componenta obișnuită a ciclului acidului tricarboxilic), este implicat în fixarea azotului în conformitate cu următoarea ecuație:

a - acidul ketoglutaric + NH₃ + OVER CH N ®

® Acid glutamic + NAD.

Acidul azotului glutamic poate fi apoi transferat în oricare dintre ceilalți a-cetoacizi pentru a forma aminoacidul corespunzător.

Corpul uman și cele mai multe alte animale și-au păstrat capacitatea de a sintetiza toți aminoacizii, cu excepția a nouă așa numiți. aminoacizi esențiali. Deoarece cetoacidele corespunzătoare acestor nouă nu sunt sintetizate, aminoacizii esențiali trebuie să provină din alimente.

Sinteza proteinelor.

Aminoacizii sunt necesari pentru biosinteza proteinelor. Procesul de biosinteză se realizează de obicei după cum urmează. În citoplasma celulei, fiecare aminoacid este "activat" în reacție cu ATP și apoi atașat la grupul terminal al moleculei de acid ribonucleic specific pentru acest aminoacid particular. Această moleculă complexă se leagă de un mic corp, așa-numitul. ribozomul, în poziția determinată de molecula de acid ribonucleic mai lungă atașată la ribozom. După ce toate aceste molecule complexe sunt aliniate corespunzător, legăturile dintre aminoacizii originali și acidul ribonucleic sunt rupte și apar legături între aminoacizii învecinați - se sintetizează o proteină specifică. Procesul de biosinteză furnizează proteine ​​nu numai pentru creșterea organismului sau pentru secreție în mediu. Toate proteinele celulelor vii se destind în cele din urmă la aminoacizii lor constituenți și pentru a menține viața, celulele trebuie sintetizate din nou.

Sinteza altor compuși care conțin azot.

La mamifere, aminoacizii sunt utilizați nu numai pentru biosinteza proteinelor, ci și ca materie primă pentru sinteza multor compuși care conțin azot. Tirozina aminoacidului este un precursor al hormonilor adrenalină și noradrenalină. Cel mai simplu aminoacid glicină este materia primă pentru biosinteza purinelor care alcătuiesc acizii nucleici și porfirinele care formează citocromii și hemoglobina. Acidul aspartic este un precursor al acizilor nucleici pirimidinici. Gruparea metil a metioninei este transmisă unui număr de alți compuși în timpul biosintezei creatinei, colinei și sarcozinei. În timpul biosintezei creatinei, grupa guanidinică a argininei este de asemenea transferată de la un compus la altul. Triptofanul servește ca precursor al acidului nicotinic și o vitamină cum ar fi acidul pantotenic este sintetizată din valină în plante. Toate acestea sunt doar câteva exemple de utilizare a aminoacizilor în procesele de biosinteză.

Azotul, absorbit de microorganisme și plantele superioare sub formă de ion de amoniu, este cheltuit aproape în întregime pe formarea de aminoacizi, din care se sintetizează mai mulți compuși care conțin azot din celule vii. Nici plantele, nici microorganismele nu absorb azot în exces. În schimb, la animale, cantitatea de azot absorbită depinde de proteinele conținute în alimente. Toți azotul care intră în organism sub formă de aminoacizi și nu este consumat în procesele de biosinteză, este mai rapid excretat din organism cu urină. Se întâmplă după cum urmează. În ficat, aminoacizii neutilizați transferă acidul lor azot a-ketoglutaric pentru a forma acid glutamic, care este deaminat, eliberând amoniac. Mai mult, azotul de amoniac poate fi fie depozitat temporar prin sinteza glutaminei, fie imediat utilizat pentru sinteza ureei care curge în ficat.

Glutamina are un alt rol. Acesta poate fi hidrolizat în rinichi pentru a elibera amoniacul care intră în urină în schimbul ionilor de sodiu. Acest proces este extrem de important ca mijloc de menținere a echilibrului acido-bazic în corpul unui animal. Aproape tot amoniacul, derivat din aminoacizi și, eventual, din alte surse, este transformat în uree în ficat, deci de obicei nu există aproape niciun amoniac liber în sânge. Cu toate acestea, în anumite condiții, urina conține cantități destul de semnificative de amoniac. Acest amoniac se formează în rinichi din glutamină și trece în urină în schimbul ionilor de sodiu, care sunt astfel reabsorbiți și reținuți în organism. Acest proces este amplificat de dezvoltarea acidozei, o afecțiune în care organismul are nevoie de cantități suplimentare de cationi de sodiu pentru a lega excesul de ioni de bicarbonat în sânge.

Cantități excesive de pirimidine se dizolvă, de asemenea, în ficat printr-o serie de reacții în care se eliberează amoniac. În ceea ce privește purinele, excesul lor suferă oxidare prin formarea de acid uric, care este excretat în urină la om și la alte primate, dar nu la alte mamifere. La păsări nu există niciun mecanism pentru sinteza ureei și este vorba de acid uric și nu de uree, acesta fiind produsul final al schimbului de compuși care conțin azot.

Acizi nucleici.

Structura și sinteza acestor compuși care conțin azot sunt descriși în detaliu în articolul ACIDI NUCLEIC.

REPREZENTARI GENERALE ALE SUBSTANȚELOR METABOLISM-ORGANICE

Puteți formula câteva concepte generale sau "reguli" referitoare la metabolism. Următoarele sunt câteva dintre principalele "reguli" pentru a înțelege mai bine modul în care metabolismul continuă și este reglementat.

1. Căile metabolice sunt ireversibile. Decaderea nu urmează niciodată o cale care ar fi pur și simplu o inversare a reacțiilor de fuziune. Aceasta implică alte enzime și alte intermediari. Deseori, procesele îndreptate opus au loc în diferite compartimente ale celulei. Astfel, acizii grași sunt sintetizați în citoplasmă cu participarea unui set de enzime și oxidat în mitocondriile cu participarea unui set complet diferit.

2. Enzimele din celulele vii sunt suficiente, astfel încât toate reacțiile metabolice cunoscute pot să se desfășoare mult mai repede decât se observă de obicei în organism. În consecință, există câteva mecanisme de reglementare în celule. Au fost deschise diferite tipuri de astfel de mecanisme.

a) Factorul care limitează viteza transformărilor metabolice ale unei substanțe date poate fi absorbția acestei substanțe în celulă; în acest caz, reglementarea este îndreptată precis în acest proces. Rolul insulinei, de exemplu, este legat de faptul că pare să faciliteze penetrarea glucozei în toate celulele, în timp ce glucoza suferă transformări cu viteza cu care este furnizată. În mod similar, penetrarea fierului și a calciului din intestin în sânge depinde de procese, a căror viteză este reglată.

b) Substanțele sunt departe de a fi libere să se deplaseze de la un compartiment celular la altul; Există dovezi că transferul intracelular este reglementat de anumiți hormoni steroizi.

c) Au fost identificate două tipuri de servomecanisme de "feedback negativ".

În bacterii, s-a descoperit că prezența unui produs al unei anumite secvențe de reacții, cum ar fi un aminoacid, inhibă biosinteza uneia dintre enzimele necesare pentru formarea acestui aminoacid.

În fiecare caz, enzima, biosinteza căreia este afectată, a fost responsabilă pentru prima etapă "determinantă" (reacția 4 din schemă) a căii metabolice care conduce la sinteza acestui aminoacid.

Al doilea mecanism este bine studiat la mamifere. Aceasta este o inhibare simplă a produsului finit (în cazul nostru, a unui aminoacid) al enzimei responsabile pentru prima etapă "determinantă" a căii metabolice.

Un alt tip de reglementare prin reacție acționează în cazurile în care oxidarea intermediarilor din ciclul acidului tricarboxilic este asociată cu formarea ATP din ADP și fosfat în timpul fosforilării oxidative. Dacă întregul stoc de fosfat și / sau ADP din celulă este deja epuizat, oxidarea se oprește și se poate relua numai după ce această rezervă devine din nou suficientă. Astfel, oxidarea, semnificația căreia este de a furniza energie utilă sub formă de ATP, apare numai atunci când sinteza ATP este posibilă.

3. Un număr relativ mic de blocuri sunt implicate în procesele biosintetice, fiecare dintre acestea fiind utilizat pentru a sintetiza mai mulți compuși. Printre aceștia sunt acetil coenzima A, fosfat de glicerină, glicină, carbamil fosfat, care furnizează carbamil (H₂N-CO-, derivați ai acidului folic care servesc ca sursă de grupări hidroximetil și formil, S-adenozilmetionină - o sursă de grupări metil, acizi glutamici și aspartici, care furnizează grupări amino și, în final, glutamina - o sursă de grupe amidice. Din acest număr relativ mic de componente sunt construiți toți diferiții compuși pe care îi găsim în organismele vii.

4. Compușii organici simpli participă rar la reacțiile metabolice direct. De obicei, acestea trebuie mai întâi să fie "activate" prin atașarea la unul din numeroșii compuși folosiți în mod universal în metabolism. Glucoza, de exemplu, poate fi supusă oxidării numai după ce a fost esterificată cu acid fosforic, iar pentru alte transformări, ea trebuie să fie esterificată cu difosfat de uridină. Acizii grași nu pot fi implicați în transformările metabolice înainte de a forma esteri cu coenzima A. Fiecare dintre acești activatori este fie legat de una dintre nucleotidele care alcătuiesc acidul ribonucleic, fie este derivată dintr-un anumit tip de vitamină. Este ușor de înțeles în această privință de ce sunt necesare vitamine în cantități atât de mici. Acestea sunt cheltuite pentru formarea "coenzimelor" și fiecare moleculă de coenzime este folosită de mai multe ori pe tot parcursul vieții organismului, spre deosebire de nutrienții de bază (de exemplu glucoza), fiecare moleculă din care este utilizată o singură dată.

În concluzie, termenul "metabolism", care anterior nu însemna nimic mai complicat decât pur și simplu utilizarea carbohidraților și a grăsimilor în organism, este folosit acum pentru a se referi la mii de reacții enzimatice, întregul set al căruia poate fi reprezentat ca o imensă rețea de căi metabolice care se intersectează de mai multe ori datorită prezenței produselor intermediare comune) și controlate de mecanisme de reglementare foarte subtile.

METABOLISMUL SUBSTANȚELOR MINERALE

Conținut relativ.

Diferitele elemente găsite în organismele vii sunt enumerate mai jos în ordine descrescătoare în funcție de conținutul lor relativ: 1) oxigen, carbon, hidrogen și azot; 2) calciu, fosfor, potasiu și sulf; 3) sodiu, clor, magneziu și fier; 4) mangan, cupru, molibden, seleniu, iod și zinc; 5) aluminiu, fluor, siliciu și litiu; 6) brom, arsenic, plumb și, eventual, alții.

Oxigenul, carbonul, hidrogenul și azotul sunt elementele care alcătuiesc țesuturile moi ale corpului. Acestea fac parte din compuși precum carbohidrații, lipidele, proteinele, apa, dioxidul de carbon și amoniacul. Elementele enumerate în clauze 2 și 3, sunt în organism, de obicei, sub forma unuia sau mai multor compuși anorganici, iar elementele nn. 4, 5 și 6 sunt prezente numai în cantități mici și prin urmare se numesc microelemente.

Distribuția în organism.

Calciu.

Calciul este prezent în principal în țesutul osos și în dinți, în principal sub formă de fosfat și în cantități mici sub formă de carbonat și fluorură. Calciul furnizat cu alimente este absorbit în principal în intestinul superior, care are o reacție slab acidă. Vitamina D contribuie la această absorbție (la oameni, doar 20-30% din calciu este absorbit în alimente). Sub acțiunea vitaminei D, celulele intestinale produc o proteină specială care leagă calciu și facilitează transferul prin peretele intestinal în sânge. Absorbția este, de asemenea, influențată de prezența altor substanțe, în special fosfat și oxalat, care, în cantități mici, favorizează absorbția și, dimpotrivă, diminuează.

În sânge, aproximativ jumătate din calciu este legat de proteine, restul fiind ioni de calciu. Raportul dintre formele ionizate și neionizate depinde de concentrația totală de calciu în sânge, de conținutul de proteine ​​și fosfați și de concentrația ionilor de hidrogen (pH-ul sanguin). Proporția calciului neionizat, care este influențată de nivelul proteinei, face posibilă evaluarea indirectă a calității nutriției și a eficienței ficatului, în care se sintetizează proteinele plasmatice.

Cantitatea de calciu ionizat este influențată, pe de o parte, de vitamina D și de factorii care afectează absorbția și, pe de altă parte, de hormonul paratiroidian și, eventual, de vitamina D, deoarece ambele substanțe reglează atât rata de depunere a calciului în țesutul osos, cât și mobilizarea acestuia, și anume spălarea oaselor. Excesul de hormon paratiroidic stimulează eliberarea de calciu din țesutul osos, ceea ce duce la o creștere a concentrației sale în plasmă. Prin modificarea ratei de absorbție și excreție a calciului și fosfatului, precum și a ratei de formare a țesutului osos și distrugerii acestuia, aceste mecanisme controlează strict concentrația de calciu și fosfat în serul de sânge. Ioniile de calciu joacă un rol de reglementare în multe procese fiziologice, incluzând reacții nervoase, contracții musculare, coagularea sângelui. Excreția calciului din organism are loc în mod normal (2/3) prin bile și intestine și într-o măsură mai mică (1/3) prin rinichi.

Fosforul.

Fosforul - unul dintre principalele componente ale țesutului osos și dinților - depinde în mare măsură de aceiași factori ca și metabolismul calciului. Fosforul sub formă de fosfat este prezent, de asemenea, în organism, în sute de esteri organici diferiți din punct de vedere fiziologic. Hormonul paratiroid stimulează excreția fosforului în urină și eliberarea acestuia din țesutul osos; astfel reglează concentrația de fosfor în plasma sanguină.

Sodiu.

Sodiul, principalul cation al fluidului extracelular, alături de proteine, clorură și bicarbonat, joacă un rol crucial în reglarea presiunii osmotice și a pH-ului (concentrația ionilor de hidrogen) al sângelui. În schimb, celulele conțin foarte puțin sodiu, deoarece au un mecanism de eliminare a ionilor de sodiu și de captare a ionilor de potasiu. Toată sodia care depășește nevoile organismului, se excretă foarte rapid prin rinichi.

Deoarece sodiul este pierdut în toate procesele de excreție, acesta trebuie să fie ingerat în mod constant cu alimente. În acidoză, atunci când este necesar ca cantități mari de anioni (de exemplu, clorură sau acetoacetat) să fie îndepărtate din organism, rinichii previne pierderea excesivă de sodiu datorită formării amoniacului din glutamină. Excreția de sodiu prin rinichi este reglementată de hormonul corticosuprarenalei aldosteron. Sub acțiunea acestui hormon, cantitatea suficientă de sodiu este returnată în sânge pentru a menține presiunea osmotică normală și volumul lichidului extracelular normal.

Cerința zilnică pentru clorura de sodiu este de 5-10 g. Această valoare crește odată cu absorbția unor cantități mari de lichid, când transpirația crește și se eliberează mai multă urină.

Potasiu.

Spre deosebire de sodiu, potasiul se găsește în celule în cantități mari, dar este scăzut în lichidul extracelular. Principala funcție a potasiului este de a regla presiunea osmotică intracelulară și de a menține echilibrul acido-bazic. De asemenea, joacă un rol important în conducerea impulsurilor nervoase și în multe sisteme enzimatice, inclusiv cele implicate în contracția musculară. Potasiul este distribuit pe scară largă în natură și este bogat în orice alimente, astfel încât deficitul de potasiu spontan nu poate să apară. În plasmă, concentrația de potasiu este reglată de aldosteron, care stimulează excreția în urină.

Cu alimente, sulful intră în organism în principal ca parte a doi aminoacizi - cistină și metionină. În etapele finale ale metabolismului acestor aminoacizi, sulful este eliberat și ca rezultat al oxidării este transformat într-o formă anorganică. În compoziția cistinei și metioninei, sulful este prezent în proteinele structurale. Grupul sulfhidril (-SH) al cisteinei, de care depinde activitatea multor enzime, joacă, de asemenea, un rol important.

Cea mai mare parte a sulfului este excretată în urină sub formă de sulfat. O cantitate mică de sulfat excretat este de obicei asociată cu compuși organici, cum ar fi fenolii.

Magneziu.

Metabolismul metabolismului de magneziu este similar cu metabolismul calciului și sub forma unui complex cu fosfat, acest element formează, de asemenea, o parte din țesutul osos. Magneziul este prezent în toate celulele vii, unde funcționează ca o componentă necesară a multor sisteme enzimatice; Acest rol a fost demonstrat în mod convingător prin exemplul metabolismului carbohidraților din mușchi. Magneziul, ca potasiul, este larg distribuit, iar probabilitatea eșecului său este foarte mică.

Fier.

Fierul este o componentă a hemoglobinei și a altor hemoproteine, și anume myoglobina (hemoglobina musculară), citocromii (enzimele respiratorii) și catalaza, precum și în unele enzime care nu conțin hemogrupuri. Fierul este absorbit în intestinele superioare și acesta este singurul element care este absorbit numai atunci când aprovizionarea acestuia în organism este complet epuizată. În plasmă, fierul este transportat împreună cu proteina (transferina). Fierul nu este excretat prin rinichi; excesul său se acumulează în ficat, împreună cu o proteină specială (feritină).

Următoarele elemente

Fiecare oligoelement prezent în organism are o funcție specială proprie, care este legată de faptul că stimulează acțiunea acestei sau acelei enzime sau afectează în orice alt mod. Zincul este necesar pentru cristalizarea insulinei; În plus, este o componentă a anhidrazei carbonice (o enzimă implicată în transportul dioxidului de carbon) și a altor enzime. Molibdenul și cuprul sunt, de asemenea, componente esențiale ale diferitelor enzime. Iodul este necesar pentru sinteza triiodotironinei, un hormon tiroidian. Fluorul (inclus în smalțul dinților) ajută la prevenirea dezintegrării dinților.

UTILIZAREA METABOLITELOR

Hidrati de carbon.

Aspirație.

Monozaharidele sau zaharurile simple, eliberate în timpul digestiei carbohidraților alimentari, sunt transferate din intestine în sânge ca rezultat al unui proces numit aspirație. Mecanismul de aspirație este o combinație de difuzie simplă și reacție chimică (aspirație activă). Una dintre ipotezele privind natura fazei chimice a procesului sugerează că în această fază monozaharidele se combină cu acid fosforic într-o reacție catalizată de o enzimă din grupul de kinaze, după care pătrund în vasele de sânge și sunt eliberate ca rezultat al defosforilării enzimatice (defalcarea legăturii fosfatice) una dintre fosfataze. Se datorează absorbției active că diferite monozaharide sunt absorbite la viteze diferite și că glucidele sunt absorbite chiar și atunci când nivelul zahărului din sânge este mai mare decât în ​​intestin, adică în condiții în care ar fi normal să se aștepte ca ei să se miște în direcția opusă - de la sânge în intestin.

Mecanisme de homeostazie.

Monozaharidele care intră în sânge cresc nivelul zahărului din sânge. Când se administrează postul, concentrația de glucoză în sânge variază de obicei de la 70 la 100 mg pe 100 ml de sânge. Acest nivel este menținut prin mecanisme numite mecanisme de homeostazie (autostabilizare). De îndată ce nivelul zahărului din sânge crește ca urmare a absorbției din intestin, procesele care aduc zahărul din sânge intră în vigoare, astfel încât nivelul acestuia să nu fluctueze prea mult.

Ca și glucoza, toate celelalte monozaharide provin din sânge până la ficat, unde sunt transformate în glucoză. Acum ele sunt indistinguizabile atât din glucoză, care este absorbită, cât și din cea care se afla deja în organism, și suferă aceleași transformări metabolice. Unul dintre mecanismele de homeostazie a carbohidraților care funcționează în ficat este glicogeneza, prin care glucoza este transferată din sânge către celule, unde este transformată în glicogen. Glicogenul este stocat în ficat până când apare o scădere a nivelului de zahăr din sânge: în această situație, mecanismul homeostatic va cauza defalcarea glicogenului acumulat în glucoză, care din nou intră în sânge.

Transformări și utilizare.

Deoarece sângele furnizează glucoză la toate țesuturile corpului și toate țesuturile îl folosesc pentru energie, nivelul de glucoză din sânge scade în principal datorită utilizării sale.

În mușchi, glucoza din sânge este transformată în glicogen. Cu toate acestea, glicogenul muscular nu poate fi utilizat pentru producerea de glucoză, care ar trece în sânge. Acesta conține o sursă de energie și viteza de utilizare depinde de activitatea musculară. Țesutul muscular conține doi compuși cu o cantitate mare de energie disponibilă sub formă de legături fosfatice bogate în energie - creatină fosfat și adenozin trifosfat (ATP). Când aceste grupuri fosfatice sunt scindate de acești compuși, energia este eliberată pentru contracția musculară. Pentru ca mușchii să se contracte din nou, acești compuși trebuie să fie restabiliți în forma lor originală. Aceasta necesită energie, care este furnizată de oxidarea produselor de degradare a glicogenului. Cu contracția musculară, glicogenul este transformat în glucoză fosfat și apoi, printr-o serie de reacții, la difosfat de fructoză. Difosfatul de fructoză se descompune în doi compuși cu trei atomi de carbon, dintre care, după o serie de etape, se formează primul acid piruvic și, în cele din urmă, acidul lactic, așa cum sa menționat deja în descrierea metabolismului carbohidraților. Această conversie a glicogenului în acid lactic, însoțită de eliberarea energiei, poate să apară în absența oxigenului.

Cu o lipsă de oxigen, acidul lactic se acumulează în mușchi, difuzează în sânge și intră în ficat, unde din nou se formează glicogen. Dacă există suficient oxigen, acidul lactic nu se acumulează în mușchi. În schimb, așa cum este descris mai sus, este complet oxidat printr-un ciclu de acid tricarboxilic la dioxid de carbon și apă pentru a forma ATP, care poate fi utilizat pentru reducere.

Metabolismul carbohidraților în țesutul nervos și în eritrocite diferă de metabolismul din mușchi prin faptul că nu este implicat aici glicogenul. Cu toate acestea, și în acest caz, produsele intermediare sunt acizi piruviți și lactici, care se formează în timpul divizării fosfatului de glucoză.

Glucoza se utilizează nu numai în respirația celulară, ci și în multe alte procese: sinteza lactozei (zahăr din lapte), formarea de grăsimi, precum și zaharurile speciale care alcătuiesc polizaharidele țesutului conjunctiv și o serie de alte țesuturi.

Glicogenul din ficat, sintetizat prin absorbția carbohidraților din intestin, este cea mai accesibilă sursă de glucoză atunci când absența absorbției. Dacă această sursă este epuizată, procesul de gluconeogeneză începe în ficat. Glucoza se formează din niște aminoacizi (din 100 g de proteină se formează 58 g de glucoză) și alți compuși non-carbohidrați, inclusiv din reziduurile de glicerină din grăsimile neutre.

Unele, deși nu atât de importante, rolul în metabolismul carbohidraților sunt rinichii. Ei elimină excesul de glucoză din organism atunci când concentrația în sânge este prea mare; la concentrații mai mici, glucoza nu este practic excretată.

Mai mulți hormoni sunt implicați în reglarea metabolismului carbohidraților, incluzând hormonii pancreatici, glanda pituitară anterioară și cortexul suprarenale.

Insulina hormonală pancreatică scade concentrația de glucoză din sânge și crește concentrația acesteia în celule. Se pare că stimulează, de asemenea, depozitarea glicogenului în ficat. Corticosteronul, hormonul cortexului adrenal și adrenalina, produs de medulia suprarenale, afectează metabolismul carbohidraților, stimulând distrugerea glicogenului (în principal în mușchi și ficat) și sinteza glucozei (în ficat).

Lipidele.

Aspirație.

În intestin după digestia grăsimilor, în principal, acizii grași liberi rămân cu un amestec mic de colesterol și lecitină și urmele de vitamine solubile în grăsimi. Toate aceste substanțe sunt foarte fin dispersate datorită acțiunii de emulsifiere și solubilizare a sărurilor biliare. Acțiunea de solubilizare este asociată de obicei cu formarea de compuși chimici instabili între acizii grași și sărurile acizilor biliari. Aceste complexe penetrează celulele epiteliale ale intestinului subțire și aici se descompun în acizi grași și săruri biliare. Acestea din urmă sunt transferate în ficat și re-secretate din bilă, iar acizii grași intră în combinație cu glicerol sau colesterol. Grăsimile reconstituite rezultate intră în vasele limfatice ale mesenteriei sub forma unui suc lăptos, așa numitul. „Chil“. Din vasele mesenteriei, hylus pătrunde în sistemul circulator prin sistemul limfatic prin conducta toracică.

După digerarea alimentelor, conținutul de lipide din sânge crește de la aproximativ 500 mg (nivel de post) la 1000 mg la 100 ml de plasmă. Lipidele prezente în sânge sunt un amestec de acizi grași, grăsimi neutre, fosfolipide (lecitină și kefalină), colesterol și esteri de colesterol.

Distribuție.

Sângele furnizează lipide la diferite țesuturi ale corpului și în special la ficat. Ficatul are capacitatea de a modifica acizii grași care îl introduc. Acest lucru este în special pronunțat în cazul speciilor care stochează grăsimi cu un conținut ridicat de acizi grași saturați sau, invers, nesaturați: în ficatul acestor animale, raportul acizilor saturați și nesaturați se schimbă astfel încât grăsimea depusă să corespundă cu grăsimea inerentă acestui organism.

Grăsimile din ficat sunt folosite fie pentru energie, fie sunt transferate în sânge și livrate la diferite țesuturi. Aici ele pot fi incluse în elementele structurale ale țesuturilor, dar majoritatea sunt depozitate în depozitele de grăsimi, unde sunt depozitate până la apariția necesității de energie; apoi se transferă din nou în ficat și se oxidează aici.

Metabolismul metabolic, cum ar fi carbohidrații, este reglementat homeostatic. Mecanismele de homeostazie care afectează metabolismul lipidic și carbohidrat, se pare, sunt strâns legate, deoarece metabolizarea în scădere a carbohidraților crește metabolismul lipidelor și viceversa.

Transformări și utilizare.

Acizii cu patru atomi de carbon - acid acetoacetic (un produs de condensare a două unități acetat) și b-hidroxibutiric - și un compus cu trei atomi de carbon acetonă, formată atunci când un atom de carbon este scindat din acid acetoacetic, sunt colectiv cunoscute sub numele de corpuri de cetonă (acetonă). În mod normal, corpurile cetone sunt prezente în sânge în cantități mici. Formarea excesivă a acestora în diabet zaharat duce la creșterea conținutului lor în sânge (cetonemie) și în urină (cetonurie) - această condiție este desemnată de termenul "cetoză".

Proteine.

Aspirație.

Când se digeră proteinele cu enzime digestive, se formează un amestec de aminoacizi și peptide mici conținând de la două la zece resturi de aminoacizi. Aceste produse sunt absorbite de mucoasa intestinală, iar aici se termină hidroliza - peptidele se descompun, de asemenea, în aminoacizi. Aminoacizii care intră în sânge sunt amestecați cu aceiași aminoacizi găsiți aici. Sângele conține un amestec de aminoacizi din intestine, format în timpul defalcării proteinelor tisulare și sintetizat din nou de organism.

Sinteza.

În țesuturi, defalcarea proteinelor și a neoplasmelor lor este în curs de desfășurare. Aminoacizii conținute în sânge sunt absorbite selectiv de țesuturi ca materie primă pentru fabricarea proteinelor și alți aminoacizi intră în sânge din țesuturi. Nu numai proteinele structurale, dar și proteinele plasmatice, precum și hormonii și enzimele de proteine, sunt supuse sintezei și dezintegrării.

Într-un organism adult, aminoacizii sau proteinele nu sunt practic depozitați, prin urmare, îndepărtarea aminoacizilor din sânge are loc la aceeași rată ca intrarea lor din țesuturi în sânge. Într-un organism în creștere, se formează noi țesuturi, iar acest proces consumă mai mulți aminoacizi decât intrarea în sânge datorită defalcării proteinelor tisulare.

Ficatul este implicat în metabolismul proteinelor în cel mai activ mod. Aici sunt sintetizate proteinele plasmatice din sânge - albumină și globuline - precum și enzimele proprii ale ficatului. Astfel, cu pierderea proteinelor plasmatice, conținutul de albumină din plasmă este restabilit - datorită sintezei intensive - destul de rapid. Aminoacizii din ficat nu sunt utilizați doar pentru formarea de proteine, ci sunt de asemenea defalcați, în timpul căruia energia din ele este extrasă.

Transformări și utilizare.

Dacă aminoacizii sunt utilizați ca sursă de energie, gruparea amino (-NH₂) este trimisă la formarea ureei și reziduul liber al azotului din moleculă este oxidat în aproximativ același mod ca și glucoza sau acizii grași.

Așa-numitul "ciclu de ornitină" descrie modul în care amoniacul este transformat în uree. În acest ciclu, gruparea amino, separată de aminoacid sub formă de amoniac, este atașată împreună cu dioxidul de carbon la molecula de ornitină pentru a forma citrulină. Citrulina adaugă un al doilea atom de azot, de această dată din acidul aspartic, și este transformat în arginină. Apoi, arginina este hidrolizată pentru a forma uree și ornitină. Ornitina poate reintră în ciclu și ureea este eliminată din organism prin rinichi ca unul dintre produsele finale ale metabolismului. A se vedea și hormonii; enzime; Grăsimi și uleiuri; ACIZI NUCLEICI; proteine; VITAMINE.

Leninger A. Fundamentele biochimiei, vol. 1-3. M., 1985
Streier L. Biochemistry, voi. 1-3. M., 1985
Murray R., Grenner D., Meies P., Rodwell V. Biochimia umană, voi. 1-2. M., 1993
Alberts, B., Bray, D., Luce, D. și colab., Molecular Cell Biology, vol. 1-3. M., 1994