Metode de tip metabolic, surse, proces de transformare



energia metabolică este energia obținută de toate ființele vii din energia chimică conținută în alimente (sau nutrienți). Această energie este în principiu aceeași pentru toate celulele; cu toate acestea, modul de obținere a acesteia este foarte diversificat.

Alimentele sunt formate dintr-o serie de biomolecule de diferite tipuri, care au energie chimică stocată în legăturile lor. În acest fel, organismele pot profita de energia stocată în alimente și apoi pot utiliza această energie în alte procese metabolice.

Toate organismele vii au nevoie de energie pentru a crește și a reproduce, pentru a-și menține structurile și a răspunde la mediu. Metabolismul cuprinde procesele chimice care susțin viața și permite organismelor să transforme energia chimică în energie utilă pentru celule.

La animale, metabolismul descompune carbohidrații, lipidele, proteinele și acizii nucleici pentru a furniza energie chimică. Pe de altă parte, plantele convertesc energia luminoasă a Soarelui în energie chimică pentru a sintetiza alte molecule; Ei fac acest lucru în timpul procesului de fotosinteză.

index

  • 1 Tipuri de reacții metabolice
  • 2 Surse de energie metabolică
  • 3 Procesul de transformare a energiei chimice în energie metabolică
    • 3.1 Oxidarea
  • 4 Putere de rezervă
  • 5 Referințe

Tipuri de reacții metabolice

Metabolismul cuprinde mai multe tipuri de reacții care pot fi grupate în două mari categorii: reacțiile de degradare a moleculelor organice și reacțiile de sinteză ale altor biomolecule.

Reacțiile metabolice ale degradării reprezintă catabolism celular (sau reacții catabolice). Acestea implică oxidarea moleculelor bogate în energie, cum ar fi glucoza și alte zaharuri (carbohidrați). Deoarece aceste reacții eliberează energie, ele sunt numite exergoni.

În contrast, reacțiile de sinteză formează anabolismul celular (sau reacțiile anabolice). Acestea efectuează procese de reducere a moleculelor pentru a forma alții bogați în energie stocată, cum ar fi glicogenul. Deoarece aceste reacții consumă energie, ele sunt numite endergonale.

Surse de energie metabolice

Principalele surse de energie metabolică sunt moleculele de glucoză și acizii grași. Acestea constituie un grup de biomolecule care pot fi oxidate rapid pentru energie.

Modulele de glucoză provin în mare parte din carbohidrații ingerați în dietă, cum ar fi orezul, pâinea, pastele, printre alți derivați ai legumelor amidonice. Când în sânge există glucoză mică, poate fi obținută și din moleculele de glicogen stocate în ficat.

În timpul reprizei prelungite sau în procesele care necesită o cheltuială suplimentară de energie, este necesară obținerea acestei energii din acizii grași care sunt mobilizați din țesutul adipos.

Aceste acizi grași suferă o serie de reacții metabolice care le acționează și permit transportul lor în interiorul mitocondriilor unde vor fi oxidați. Acest proces se numește β-oxidare a acizilor grași și furnizează până la 80% energie suplimentară în aceste condiții.

Proteinele și grăsimile sunt ultima rezervă pentru a sintetiza noi molecule de glucoză, în special în cazurile de postură extremă. Această reacție este de tip anabolic și este cunoscută sub numele de gluconeogeneză.

Procesul de transformare a energiei chimice în energie metabolică

Moleculele complexe ale alimentelor, cum ar fi zaharurile, grasimile si proteinele sunt surse bogate de energie pentru celule, deoarece o mare parte din energia folosita pentru a forma aceste molecule este stocata literalmente in legaturile chimice care le reunesc impreuna.

Oamenii de știință pot măsura cantitatea de energie stocată în alimente folosind un dispozitiv numit o pompă calorimetrică. Cu această tehnică, mâncarea este pusă în interiorul calorimetrului și încălzită până când arde. Căldura în exces eliberată de reacție este direct proporțională cu cantitatea de energie conținută în alimente.

Realitatea este că celulele nu funcționează ca calorimetre. În loc să ardă energia într-o reacție mare, celulele eliberează încet energia stocată în moleculele lor alimentare printr-o serie de reacții de oxidare.

oxidare

Oxidarea descrie un tip de reacție chimică în care electronii sunt transferați de la o moleculă la alta, schimbând compoziția și conținutul energetic al moleculelor donor și acceptor. Moleculele alimentare acționează ca donatori de electroni.

În timpul fiecărei reacții de oxidare implicată în descompunerea alimentelor, produsul reacției are un conținut energetic mai scăzut decât molecula donatoare care a precedat-o în traseu.

În același timp, moleculele de acceptor de electroni captează o parte din energia care este pierdută din molecula alimentară în timpul fiecărei reacții de oxidare și o stochează pentru o utilizare ulterioară.

În cele din urmă, când atomii de carbon ai unei molecule organice complexe sunt complet oxidați (la sfârșitul lanțului de reacție), aceștia sunt eliberați sub formă de dioxid de carbon.

Celulele nu utilizează energia reacțiilor de oxidare de îndată ce sunt eliberate. Ceea ce se întâmplă este că îl convertesc în molecule mici, bogate în energie, cum ar fi ATP și NADH, care pot fi utilizate în întreaga celulă pentru a stimula metabolismul și a construi noi componente celulare.

Putere de rezervă

Când energia este abundentă, celulele eucariote creează molecule mai mari, bogate în energie, pentru a stoca această surplus de energie.

Zaharurile și grăsimile rezultate sunt păstrate în depozite în interiorul celulelor, unele dintre ele fiind suficient de mari pentru a fi vizibile în micrografele electronice.

Celulele de animale pot sintetiza, de asemenea, polimerii ramificați ai glucozei (glicogen), care la rândul lor sunt agregate în particule care pot fi observate prin microscopie electronică. O celulă poate mobiliza rapid aceste particule ori de câte ori are nevoie de energie rapidă.

Cu toate acestea, în condiții normale, oamenii stochează suficient glicogen pentru a oferi o zi de energie. Celulele din plante nu produc glicogen, ci fac polimeri de glucoză diferiți cunoscuți ca amidon, care sunt depozitați în granule.

În plus, atât celulele de plante, cât și animalele economisesc energie prin derivarea glucozei în căile de sinteză a grăsimilor. Un gram de grăsime conține aproape șase ori energia aceleiași cantități de glicogen, dar energia grăsimii este mai puțin disponibilă decât cea a glicogenului.

Chiar și așa, fiecare mecanism de stocare este important deoarece celulele au nevoie de depozite de energie atât pe termen scurt, cât și pe termen lung.

Grăsimile sunt stocate în picături în citoplasma celulelor. Oamenii stochează de obicei suficientă grăsime pentru a-și furniza celulele cu energie timp de mai multe săptămâni.

referințe

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2014).Biologie moleculară a celulei (Ediția a șasea). Garland Science.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015).biochimie(Ediția a 8-a). W. H. Freeman și Compania
  3. Campbell, N. și Reece, J. (2005).biologie (Ediția a 2-a) Pearson Education.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016).Biologie celulară moleculară (Ediția a 8-a). W. H. Freeman și Compania.
  5. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. și Heller, H. (2004).Viața: știința biologiei(Ediția a șaptea). Sinauer Associates și W. H. Freeman.
  6. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004).biologie(A șaptea ediție) Învățarea în domeniul educației.
  7. Voet, D., Voet, J. și Pratt, C. (2016).Bazele biochimiei: Viața la nivel molecular (Ediția a 5-a). Wiley.