De katabolism den omfattar alla nedbrytningsreaktioner hos ämnen i kroppen. Förutom att "sönderdela" komponenterna i biomolekyler i deras minsta enheter, producerar kataboliska reaktioner energi, främst i form av ATP..
De kataboliska vägarna är ansvariga för nedbrytning av molekylerna som kommer från maten: kolhydrater, proteiner och lipider. Under processen frigörs den kemiska energin i bindningarna för att användas i cellulära aktiviteter som kräver det..
Några exempel på välkända kataboliska vägar är: Krebs-cykeln, beta-oxidation av fettsyror, glykolys och oxidativ fosforylering..
De enkla molekylerna som produceras av katabolism används av cellen för att bygga de nödvändiga elementen, även med den energi som tillhandahålls av samma process. Denna syntesväg är antagonisten för katabolism och kallas anabolism..
Metabolismen av en organism omfattar både syntes- och nedbrytningsreaktioner, som sker samtidigt och på ett kontrollerat sätt i cellen..
Artikelindex
Huvudsyftet med katabolism är att oxidera de näringsämnen som kroppen använder som "bränsle", så kallade kolhydrater, proteiner och fetter. Nedbrytningen av dessa biomolekyler genererar energi och avfallsprodukter, främst koldioxid och vatten..
En serie enzymer deltar i katabolism, som är proteiner som ansvarar för att påskynda hastigheten för kemiska reaktioner som uppstår i cellen..
Bränsleämnen är maten vi konsumerar dagligen. Vår diet består av proteiner, kolhydrater och fetter som bryts ned genom kataboliska vägar. Kroppen använder företrädesvis fetter och kolhydrater, men i situationer med knapphet kan den tillgripa nedbrytningen av proteiner.
Den energi som extraheras genom katabolism ingår i de kemiska bindningarna i de ovannämnda biomolekylerna..
När vi konsumerar mat tuggar vi den för att göra det lättare att smälta. Denna process är analog med katabolism, där kroppen ansvarar för att "smälta" partiklarna på mikroskopisk nivå så att de används genom syntes eller anabola vägar..
De kataboliska vägarna eller vägarna inkluderar alla nedbrytningsprocesser för ämnen. Vi kan skilja mellan tre steg i processen:
- De olika biomolekylerna som finns i cellen (kolhydrater, fetter och proteiner) bryts ned i de grundläggande enheter som utgör dem (sockerarter, fettsyror respektive aminosyror).
- Produkter från steg I flyttar till enklare beståndsdelar, som konvergerar på en gemensam mellanprodukt som kallas acetyl-CoA.
- Slutligen går denna förening in i Krebs-cykeln, där den fortsätter sin oxidation för att ge koldioxidmolekyler och vatten - de slutliga molekylerna som erhålls vid någon katabolisk reaktion..
Bland de mest framträdande är ureacykeln, Krebs-cykeln, glykolys, oxidativ fosforylering och beta-oxidation av fettsyror. Nedan kommer vi att beskriva var och en av de nämnda vägarna:
Ureacykeln är en katabolisk väg som inträffar i mitokondrier och i levercellernas cytosol. Det ansvarar för bearbetningen av proteinderivat och den slutliga produkten av det är urea.
Cykeln börjar med inträde av den första aminogruppen från mitokondriernas matris, även om den också kan komma in i levern genom tarmen.
Den första reaktionen involverar passage av ATP, bikarbonatjoner (HCO3-och ammonium (NH4+) i karbomoylfosfat, ADP och Pi. Det andra steget består av föreningen av karbomoylfosfat och ornitin för att ge en molekyl av citrullin och Pi. Dessa reaktioner förekommer i mitokondriell matris.
Cykeln fortsätter i cytosolen, där citrullin och aspartat kondenseras tillsammans med ATP för att generera argininosuccinat, AMP och PP.i. Argininosuccinat övergår i arginin och fumarat. Aminosyran arginin kombineras med vatten för att ge ornitin och slutligen urea.
Denna cykel är sammankopplad med Krebs-cykeln eftersom fumaratmetaboliten deltar i båda metaboliska vägarna. Men varje cykel fungerar oberoende.
De kliniska patologierna relaterade till denna väg hindrar patienten från att äta en diet rik på protein..
Krebs-cykeln är en väg som deltar i cellandningen av alla organismer. Rumsmässigt förekommer det i mitokondrier hos eukaryota organismer.
Föregångaren till cykeln är en molekyl som kallas acetylkoenzym A, som kondenseras med en molekyl oxaloacetat. Denna union genererar en sexkolförening. I varje revolution ger cykeln två molekyler koldioxid och en molekyl oxaloacetat..
Cykeln börjar med en isomeriseringsreaktion katalyserad av akonitas, där citratet passerar i cis-akonitat och vatten. På liknande sätt katalyserar akonitas passage av cis-akonitat till isocitrat.
Isocitrat oxideras till oxalosuccinat med isocitratdehydrogenas. Denna molekyl dekarboxyleras till alfa-ketoglutarat av samma enzym, isocitratdehydrogenas. Alfa-ketoglutarat blir succinyl-CoA genom verkan av alfa-ketoglutarat dehydrogenas.
Succinyl-CoA blir succinat, som oxideras till fumarat genom succinatdehydrogenas. Successivt blir fumarat l-malat och slutligen blir l-malat oxaloacetat.
Cykeln kan sammanfattas i följande ekvation: Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + BNP + Pi + 2 HtvåO → CoA-SH + 3 (NADH + H +) + FADHtvå + GTP + 2 COtvå.
Glykolys, även kallad glykolys, är en viktig väg som finns i praktiskt taget alla levande organismer, från mikroskopiska bakterier till stora däggdjur. Rutten består av 10 enzymatiska reaktioner som bryter ner glukos till pyruvinsyra..
Processen börjar med fosforylering av glukosmolekylen med enzymet hexokinas. Tanken med detta steg är att "aktivera" glukosen och fånga den i cellen, eftersom glukos-6-fosfat inte har en transportör genom vilken den kan fly.
Glukos-6-fosfatisomeras tar glukos-6-fosfat och ordnar om det i sin fruktos-6-fosfatisomer. Det tredje steget katalyseras av fosfofruktokinas och produkten är fruktos-1,6-bisfosfat.
Därefter klyver aldolasen ovanstående förening i dihydroxiacetonfosfat och glyceraldehyd-3-fosfat. Det finns en jämvikt mellan dessa två föreningar katalyserade av triosfosfatisomeras.
Enzymet glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas producerar 1,3-bisfosfoglycerat som omvandlas till 3-fosfoglycerat i nästa steg av fosfoglyceratkinas. Fosfoglyceratmutas ändrar kolens position och ger 2-fosfoglycerat.
Eolase tar den senare metaboliten och omvandlar den till fosfoenolpyruvat. Det sista steget i vägen katalyseras av pyruvatkinas och slutprodukten är pyruvat..
Oxidativ fosforylering är en process för ATP-bildning tack vare överföringen av elektroner från NADH eller FADHtvå upp till syre och är det sista steget i cellulära andningsprocesser. Förekommer i mitokondrierna och är den huvudsakliga källan till ATP-molekyler i aerobiskt andningsorganismer.
Dess betydelse är obestridlig, eftersom 26 av 30 ATP-molekyler som genereras som en produkt av den fullständiga oxidationen av glukos till vatten och koldioxid sker genom oxidativ fosforylering..
Konceptuellt kopplar oxidativ fosforylering oxidation och ATP-syntes med ett flöde av protoner genom membransystemet..
Således NADH eller FADHtvå genereras i olika vägar, kallar det glykolys eller oxidation av fettsyror, det används för att minska syre och den fria energi som genereras i processen används för syntes av ATP.
Β-oxidation är en uppsättning reaktioner som tillåter oxidation av fettsyror att producera stora mängder energi.
Förfarandet innefattar periodisk frisättning av regioner av tvåkolfettsyran genom reaktion tills fettsyran har fullständigt nedbrytts. Den slutliga produkten är acetyl-CoA-molekyler som kan komma in i Krebs-cykeln för att oxideras fullständigt.
Före oxidation måste fettsyran aktiveras, där den binder till koenzym A. Karnitintransportören ansvarar för att flytta molekylerna till mitokondriernas matris.
Efter dessa tidigare steg börjar β-oxidationen i sig med processerna för oxidation, hydrering, oxidation med NAD+ och tiolys.
Det måste finnas en serie processer som reglerar de olika enzymatiska reaktionerna, eftersom dessa inte kan fungera hela tiden med maximal hastighet. Således regleras metabolismvägarna av en serie faktorer inklusive hormoner, neuronala kontroller, substrattillgänglighet och enzymmodifiering..
I varje rutt måste det finnas minst en irreversibel reaktion (det vill säga den sker endast i en riktning) och som styr hastigheten på hela rutten. Detta gör att reaktionerna kan arbeta med den hastighet som krävs av cellen och förhindrar att syntes- och nedbrytningsvägarna fungerar samtidigt..
Hormoner är särskilt viktiga ämnen som fungerar som kemiska budbärare. Dessa syntetiseras i de olika endokrina körtlarna och släpps ut i blodomloppet för att agera. Några exempel är:
Kortisol fungerar genom att sakta ner syntesprocesserna och öka de kataboliska vägarna i muskeln. Denna effekt uppstår genom frisättning av aminosyror i blodomloppet..
Däremot finns det hormoner som har motsatt effekt och minskar katabolismen. Insulin är ansvarigt för att öka proteinsyntesen och minskar samtidigt deras katabolism. I detta fall ökar proteolysen, vilket underlättar produktionen av aminosyror till muskeln..
Anabolism och katabolism är antagonistiska processer som omfattar de totala metaboliska reaktioner som förekommer i en organism..
Båda processerna kräver flera kemiska reaktioner katalyserade av enzymer och är under strikt hormonell kontroll som kan utlösa eller sakta ner vissa reaktioner. De skiljer sig dock åt i följande grundläggande aspekter:
Anabolism innefattar syntesreaktionerna medan katabolism är ansvarig för nedbrytningen av molekyler. Även om dessa processer är omvända, är de kopplade till den känsliga balansen i ämnesomsättningen..
Anabolism sägs vara en divergerande process, ta enkla föreningar och förvandla dem till större föreningar. I motsats till katabolism, som klassificeras som en konvergent process, genom att erhålla små molekyler som koldioxid, ammoniak och vatten, från stora molekyler.
De olika kataboliska vägarna tar makromolekylerna som utgör mat och reducerar dem till sina minsta beståndsdelar. Anabola vägar kan under tiden ta dessa enheter och bygga mer detaljerade molekyler igen..
Med andra ord måste kroppen "ändra konfigurationen" av elementen som utgör livsmedel så att de används i de processer den behöver..
Processen är analog med det populära Lego-spelet, där huvudbeståndsdelarna kan bilda olika strukturer med en mängd olika rumsliga arrangemang..
Katabolism är ansvarig för att utvinna den energi som finns i de kemiska bindningarna av mat, därför är dess huvudsakliga mål att generera energi. Denna nedbrytning sker i de flesta fall genom oxidativa reaktioner.
Det är emellertid inte förvånande att kataboliska vägar kräver tillsats av energi i sina första steg, som vi såg i den glykolytiska vägen, vilket kräver inversion av ATP-molekyler..
Å andra sidan är anabolism ansvarig för att lägga till den fria energi som produceras i katabolism för att uppnå sammansättningen av de intressanta föreningarna. Både anabolism och katabolism förekommer ständigt och samtidigt i cellen.
Generellt är ATP den molekyl som används för att överföra energi. Detta kan spridas till de områden där det krävs och när det hydrolyserar frigörs den kemiska energin som finns i molekylen. På samma sätt kan energi transporteras som väteatomer eller elektroner.
Dessa molekyler kallas koenzymer och inkluderar NADP, NADPH och FMNH.två. De agerar genom reduktionsreaktioner. Dessutom kan de överföra den reducerande kapaciteten till ATP.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.