Hva er metabolisme?

• Hypoglykemi

Om stoffskiftet eller metabolisme nå er det mye snakk. Men de fleste vet ikke hva stoffskiftet er, og hvilke prosesser skjer stadig i vår kropp.

Hva er et stoffskifte

Metabolisme er en kjemisk transformasjon som oppstår i kroppen til hver person når næringsstoffer leveres og til det øyeblikk når sluttprodukter av alle transformasjoner og transformasjoner er avledet fra det til det ytre miljø. Metabolismen i kroppen er med andre ord et sett med kjemiske reaksjoner som oppstår i den for å opprettholde sin vitale aktivitet. Alle prosessene kombinert med dette konseptet tillater enhver organisme å formere seg og utvikle seg, samtidig som alle dets strukturer opprettholdes og reagere på miljøpåvirkninger.

Metabolske prosesser

De metabolske prosessene er som regel delt inn i to sammenhengende stadier, med andre ord metaboliseringen skjer i kroppen i to faser:

• Trinn I Anabolisme er en prosess av en kombinasjon av kjemiske prosesser, som er rettet mot dannelsen av celler og komponenter av kroppsvev. Hvis du avslører kjemiske prosesser, innebærer de syntesen av aminosyrer, nukleotider, fettsyrer, monosakkarider, proteiner.
• Trinn II. Katabolisme er prosessen med å splitte matvarer og egne molekyler inn i enklere stoffer, samtidig som de frigjør energien i dem. Balansen i de ovennevnte trinnene gir et harmonisk arbeid og utvikling av kroppen, og det er regulert av hormoner. Enzymer er en annen viktig hjelper i metabolismen. I prosessen med metabolisme, fungerer de som en slags katalysator og lager noen kjemikalier fra andre.

Rollen av metabolisme i menneskekroppen

Du bør vite at stoffskiftet består av alle reaksjonene, som et resultat av hvilke ulike celler og vev i kroppen er bygget og nyttig energi utvinnes. Siden anabole prosesser i en hvilken som helst organisme er forbundet med utgiftene til energi for bygging av nye celler og molekyler, og katabolske prosesser frigjør energi og danner slike sluttprodukter som karbondioksid, ammoniakk, urea og vann.

Av det ovenstående kan det bemerkes at en velkoordinert metabolsk prosess i kroppen er nøkkelen til et godt koordinert og stabilt arbeid i alle menneskelige organer, og det tjener også som en indikator for god helse. Siden stoffskiftet påvirker arbeidet i alle menneskelige organer. Eventuell ubalanse i metabolismen kan føre til alvorlige konsekvenser for kroppen, nemlig - til en annen type sykdom.

Metabolske sykdommer kan forekomme med ulike endringer i hvert system i kroppen, men ofte skjer dette i det endokrine systemet. Feil kan oppstå med ulike dietter og usunne dietter, med nervøs overbelastning og stress. Derfor anbefales det å være oppmerksom på din livsstil og ernæring. Derfor, hvis du bryr deg om din helse, er det nødvendig å regelmessig gjennomføre en undersøkelse av kroppen, rense den av giftstoffer, og selvfølgelig spise riktig, fordi normalisering av metabolisme er nøkkelen til helsen din.

Nå vet du alt om metabolisme, og du vil ikke lure på, metabolisme, hva er det? Og du kan gå til legen i tide for den minste forstyrrelsen, som senere vil hjelpe deg med å unngå mange problemer.

Metabolisme (metabolisme) og transformasjon av energi i kroppen

Metabolisme (metabolisme)

Metabolisme, eller metabolisme, er en kombinasjon av biokjemiske prosesser og prosesser av celleaktivitet. Sikrer eksistensen av levende organismer. Det er prosesser assimilasjon (anabolisme) og dissimilering (katabolisme). Disse prosessene er forskjellige aspekter ved en enkelt prosess med metabolisme og energikonvertering i levende organismer.

assimilering

Assimilering er prosessen assosiert med absorpsjon, assimilering og opphopning av kjemikalier som brukes til å syntetisere forbindelsene som er nødvendige for kroppen.

Plastutveksling

Plastmetabolisme er et sett med syntesereaksjoner som sikrer gjenopptakelse av kjemisk sammensetning, cellevekst.

dissimilasjon

Dissimilering er en prosess som er knyttet til nedbrytning av stoffer.

Energibytte

Energi metabolisme er en kombinasjon av splitting av komplekse forbindelser med frigjøring av energi. Organer fra miljøet i livsprosessen i visse former absorberer energi. Deretter returnerer de tilsvarende beløp i en annen form.

Assimileringsprosesser er ikke alltid balansert med dissimileringsprosesser. Akkumuleringen av stoffer og vekst i utviklingsorganismer er gitt av assimileringsprosessene, slik at de hersker. Dissimileringsprosesser dominerer med mangel på næringsstoffer, intensivt fysisk arbeid og aldring.

Prosessene for assimilering og dissimilering er nært knyttet til typer av næringsstoffer av organismer. Den viktigste energikilden for levende organismer på jorden er sollys. Den indirekte eller direkte tilfredsstiller deres energibehov.

autotrophs

Autotrophs (fra gresk autosomer -. Selv og trofeer - mat, ernæring) - er organismer kan syntetisere organiske forbindelser fra uorganiske ved hjelp av en viss form for energi. Det er fototrofer og kjemotrofer.

fototrofe

Phototrophs (fra det greske. Bilder - lys) - organismer som for syntesen av organiske forbindelser fra uorganisk bruk lysets energi. Noen prokaryoter (fotosyntetiserende svovelbakterier og cyanobakterier) og grønne planter tilhører dem.

kjemotrof

Chemotrophs (fra gresk. Kjemi - Kjemi) for syntese av organiske forbindelser fra uorganisk bruk energi av kjemiske reaksjoner. Disse inkluderer noen prokaryoter (jernbakterier, svovelbakterier, nitrogenfiksering, etc.). Autotrofe prosesser relaterer seg mer til assimileringsprosesser.

heterotrophs

Heterotrophs (fra gresk. Heteros - den andre) - er organismer som syntetiserer sine egne organiske forbindelser fra de ferdige organiske forbindelser syntetisert av andre organismer. De fleste prokaryoter, sopp og dyr tilhører dem. For dem er kilden til energi organisk materiale som de mottar fra mat: levende organismer, deres rester eller avfallsprodukter. Hovedprosessene for heterotrofe organismer - nedbrytning av stoffer - er basert på dissimileringsprosesser.

Energi i biologiske systemer brukes til å gi forskjellige prosesser i kroppen: termisk, mekanisk, kjemisk, elektrisk, etc. En del av energien under energibyttereaksjoner blir spredt som varme, en del av den lagres i høy-energi kjemiske bindinger av visse organiske forbindelser. Universal slikt stoff er adenosintrifosfat ATP. Det er en universell kjemisk akkumulator av energi i cellen.

Under virkningen av enzymet spaltes en fosforsyrerest. Da blir ATP til adenosindifosfat - ADP. I dette tilfellet frigjøres omtrent 42 kJ energi. Fjernelsen av to fosforsyre rester gir adenosinmonofosfat - ATP (84 kJ energi frigjøres). AMP-molekylet kan spaltes. Således, under nedbrytingen av ATP, frigjøres en stor mengde energi, som brukes til å syntetisere forbindelsene som er nødvendige for kroppen, opprettholde en viss kroppstemperatur, etc.

Naturen til de makroergiske bindingene til ATP forblir endelig ikke avklart, selv om de overstiger energiintensiteten til vanlige obligasjoner flere ganger.

Hva er metabolisme?

Spar tid og ikke se annonser med Knowledge Plus

Spar tid og ikke se annonser med Knowledge Plus

Svaret

Svaret er gitt

wevehadenough

Prosessen med metabolisme i kroppen :)

Koble Knowledge Plus for å få tilgang til alle svarene. Raskt uten reklame og pauser!

Ikke gå glipp av det viktige - koble Knowledge Plus til å se svaret akkurat nå.

Se videoen for å få tilgang til svaret

Å nei!
Response Views er over

Koble Knowledge Plus for å få tilgang til alle svarene. Raskt uten reklame og pauser!

Ikke gå glipp av det viktige - koble Knowledge Plus til å se svaret akkurat nå.

Se videoen for å få tilgang til svaret

Å nei!
Response Views er over

• kommentarer
• Merk brudd

Svaret

Svaret er gitt

Lola Stuart

et sett med kjemiske reaksjoner som oppstår i en levende organisme for å opprettholde livet. Disse prosessene tillater organismer å vokse og formere, opprettholde sine strukturer og reagere på miljøpåvirkninger. Metabolisme er vanligvis delt inn i to faser: i godcatabolism er komplekse organiske stoffer forringet til enklere; I prosessen med anabolisme med kostnaden for energi syntetiseres substanser som proteiner, sukkerarter, lipider og nukleinsyrer.

metabolisme

METABOLISM, eller metabolisme, kjemiske transformasjoner som oppstår fra det øyeblikk næringsstoffene kommer inn i den levende organismen til det øyeblikk når sluttprodukter av disse transformasjonene slippes ut i det ytre miljø. Metabolisme omfatter alle reaksjoner, som et resultat av hvilke strukturelle elementer av celler og vev er bygget, og prosessene der energi blir ekstrahert fra stoffer inneholdt i celler. Noen ganger, for enkelhets skyld, anses de to sidene av metabolisme separat - anabolisme og katabolisme, dvs. prosessene for opprettelse av organiske stoffer og prosessene for deres ødeleggelse. Anabole prosesser er vanligvis forbundet med energiforbruk og fører til dannelse av komplekse molekyler fra enklere, katabolske prosesser ledsages av frigjøring av energi og resulterer i dannelse av slike sluttprodukter (avfall) av metabolisme som urea, karbondioksid, ammoniakk og vann.

Begrepet "metabolisme" har gått inn i hverdagen siden leger begynte å knytte overvekt eller undervekt, overdreven nervøsitet eller omvendt sløvhet hos en pasient med økt eller redusert metabolisme. For dommer om intensiteten av metabolisme, sett testen for "primær metabolisme". Basal metabolisme er en indikator på kroppens evne til å produsere energi. Testen utføres på en tom mage i ro måle absorpsjonen av oksygen (O₂) og utslipp av karbondioksid (CO₂). Sammenligning av disse verdiene, bestemme hvor fullt kroppen bruker ("brenner") næringsstoffer. Hormonene i skjoldbruskkjertelen påvirker intensiteten av metabolisme, og når man diagnostiserer sykdommer forbundet med metabolske sykdommer, måler leger i økende grad måle nivået av disse hormonene i blodet. Se også THYROID GLAND.

Forskningsmetoder.

Når man studerer metabolismen av et av næringsstoffene, spores alle dets transformasjoner fra det skjemaet som det kommer inn i kroppen til de endelige produktene som er fjernet fra kroppen. I slike studier brukes et ekstremt mangfoldig sett med biokjemiske metoder.

Bruk av intakte dyr eller organer.

Den studerte forbindelsen administreres til dyret, og deretter bestemmes de mulige konverteringsprodukter (metabolitter) av dette stoffet i urinen og ekskrementet. Mer spesifikk informasjon kan fås ved å undersøke metabolismen av et bestemt organ, som lever eller hjerne. I disse tilfellene injiseres stoffet i det tilsvarende blodkaret, og metabolittene bestemmes i blodet som strømmer fra organet.

Siden denne typen prosedyre er svært vanskelig, brukes ofte tynne seksjoner av organer til forskning. De inkuberes ved romtemperatur eller ved kroppstemperatur i oppløsninger med tilsetning av stoffet, hvis metabolisme er studert. Cellene i slike preparater er ikke skadet, og siden seksjonene er svært tynne, trer stoffet lett inn i cellene og lader dem lett. Noen ganger oppstår det vanskeligheter fordi stoffet passerer gjennom cellemembranen for sakte. I disse tilfellene knuses vevet for å ødelegge membranene, og cellemassen blir inkubert med teststoffet. I slike eksperimenter ble det vist at alle levende celler oksyderer glukose til CO₂ og vann og at bare levervev er i stand til å syntetisere urea.

Bruk av celler.

Selv celler er svært komplekse systemer. De har en kjerne, og i den omkringliggende cytoplasma er det mindre kropper, den såkalte. organeller av forskjellige størrelser og teksturer. Ved hjelp av den riktige teknikken kan vevet "homogeniseres" og deretter underkastes differensiell sentrifugering (separasjon) og formuleringer som bare inneholder mitokondrier, bare mikrosomer eller en klar væske - cytoplasma. Disse stoffene kan inkuberes separat med forbindelsen hvis stoffskifte studeres, og på denne måten kan det bestemmes hvilke spesielle subcellulære strukturer som er involvert i dens suksessive transformasjoner. Det er tilfeller når den første reaksjonen finner sted i cytoplasma, og produktet gjennomgår transformasjon i mikrosomer, og produktet fra denne transformasjonen trer inn i en ny reaksjon allerede i mitokondriene. Inkubasjon av det studerte stoffet med levende celler eller med et vevshomogenat avslører vanligvis ikke de enkelte stadier av stoffskiftet, og bare sekvensielle eksperimenter der en eller annen subcellulær struktur brukes til inkubasjon, tillater oss å forstå hele kjeden av hendelser.

Bruken av radioaktive isotoper.

For å studere metabolismen av et stoff trenger man: 1) Egnede analysemetoder for å bestemme dette stoffet og dets metabolitter; og 2) metoder for å skille det tilsatte stoffet fra det samme stoffet som allerede er tilstede i det biologiske preparatet. Disse kravene fungerte som hovedhinder i studien av metabolisme til radioaktive isotoper av elementene, og først og fremst ble det oppdaget radioaktivt karbon 14 C. Med fremkomsten av forbindelser merket med 14 C, samt instrumenter for måling av svak radioaktivitet, ble disse vanskeligheter overvunnet. Hvis merket 14 C fettsyre blir tilsatt til et biologisk preparat, for eksempel til en suspensjon av mitokondrier, er det ikke nødvendig med spesielle analyser for å bestemme produktene av dets transformasjoner; For å estimere bruksgraden er det tilstrekkelig å bare måle radioaktiviteten til suksessivt produserte mitokondrielle fraksjoner. Den samme teknikken gjør det enkelt å skille mellom de radioaktive fettsyremolekylene introdusert av eksperimentøren fra fettsyremolekylene som allerede er tilstede i mitokondrier ved begynnelsen av forsøket.

Kromatografi og elektroforese.

I tillegg til de ovennevnte kravene, trenger en biokjemiker også metoder for å skille blandinger bestående av små mengder organiske stoffer. De viktigste av dem - kromatografi, som er basert på fenomenet adsorpsjon. Separasjonen av komponentene i blandingen utføres enten på papir eller ved adsorpsjon på sorbenten, som er fylt kolonner (lange glassrør), etterfulgt av gradvis eluering (utluting) av hver av bestanddelene.

Separasjon ved elektroforese avhenger av tegn og antall ladninger av ioniserte molekyler. Elektroforese utføres på papir eller på noen inert (inaktiv) bærer, slik som stivelse, cellulose eller gummi.

En svært sensitiv og effektiv separasjonsmetode er gasskromatografi. Det brukes i tilfeller der stoffene som skal skilles er i gassform eller kan overføres til den.

Enzymisolasjon.

Dyret, organet, vævsseksjonen, homogenatet og fraksjonen av cellulære organeller okkuperer sist sted i serien - et enzym som er i stand til å katalysere en viss kjemisk reaksjon. Isolering av enzymer i renset form er en viktig del i studien av metabolisme.

Kombinasjonen av disse metodene tillot oss å spore de viktigste metabolske veiene i de fleste organismer (inkludert mennesker), for å fastslå nøyaktig hvor disse ulike prosessene finner sted, og å finne ut de suksessive stadiene av de viktigste metabolske veiene. Til nå er tusenvis av individuelle biokjemiske reaksjoner kjent, og de involverte enzymene er studert.

Cell metabolisme.

En levende celle er et høyt organisert system. Den har ulike strukturer, så vel som enzymer som kan ødelegge dem. Den inneholder også store makromolekyler som kan bryte opp i mindre komponenter som følge av hydrolyse (splitting under vannets virkning). Cellen inneholder vanligvis mye kalium og svært lite natrium, selv om cellen eksisterer i et miljø der det er mye natrium og relativt lite kalium, og cellemembranen er lett gjennomtrengelig for begge ioner. Derfor er en celle et kjemisk system, svært langt fra likevekt. Likevekt oppstår bare i prosessen med post mortem autolyse (selvfordøyelse under handlingen av egne enzymer).

Behovet for energi.

For å holde systemet i en tilstand langt fra kjemisk likevekt, er det nødvendig å utføre arbeid, og for dette formål er det nødvendig med energi. Å skaffe seg denne energien og gjøre dette arbeidet er en uunnværlig forutsetning for at cellen skal forbli i sin stasjonære (normale) tilstand, langt fra likevekt. Samtidig utfører det også annet arbeid relatert til interaksjon med miljøet, for eksempel: i muskelceller, sammentrekning; i nerveceller - gjennomføring av nerveimpulser; i nyrene i cellen - dannelsen av urin, betydelig forskjellig i sammensetningen fra blodplasmaet; i spesialiserte celler i mage-tarmkanalen - syntese og sekresjon av fordøyelsesenzymer; i cellene i endokrine kjertler - sekresjonen av hormoner; i ildfuglens celler - glød; i cellene til noen fisk - generering av elektriske utladninger etc.

Kilder til energi.

I noen av eksemplene ovenfor er den direkte energikilden som cellen bruker for å produsere arbeid, energien i strukturen av adenosintrifosfat (ATP). På grunn av arten av strukturen er denne forbindelsen rik på energi, og brytningen av bindinger mellom fosfatgruppene kan skje på en slik måte at den frigjorte energien blir brukt til produksjon av arbeid. Imidlertid kan energi ikke gjøres tilgjengelig for cellen med en enkel hydrolytisk nedbrytning av fosfatbindingene av ATP: i dette tilfellet blir det bortkastet, frigjort som varme. Prosessen bør bestå av to påfølgende trinn, som hver omfatter et mellomprodukt, betegnet her X - F (i de ovennevnte ligningene X og Y betyr to forskjellige organiske stoffer; - fosfat; ADP - adenosindifosfat):

Siden ATP er nødvendig for nesten enhver manifestasjon av celleaktivitet, er det ikke overraskende at den metabolske aktiviteten til levende celler primært er rettet mot ATP-syntese. Ulike komplekse sekvenser av reaksjoner som bruker den potensielle kjemiske energien i molekylene av karbohydrater og fettstoffer (lipider) tjener denne hensikten.

METABOLISM AV KARBOHYDRATER OG LIPIDER

ATP syntese.

Anaerob (uten oksygen). Hovedrolle av karbohydrater og lipider i cellulær metabolisme er at deres spaltning i enklere forbindelser gir ATP-syntese. Det er ingen tvil om at de samme prosessene fortsatte i de første, mest primitive cellene. Imidlertid, i en atmosfære som er sykefravær, er fullstendig oksidasjon av karbohydrater og fett til CO₂ det var umulig. Disse primitive celler hadde alle mekanismene ved hvilke restruktureringen av strukturen av glukose molekylet ga syntesen av små mengder ATP. Vi snakker om prosessene som mikroorganismer kaller gjæring. Digestion av glukose til etylalkohol og CO er best studert.₂ i gjær.

I løpet av 11 påfølgende reaksjoner som er nødvendige for å fullføre denne transformasjonen, dannes en rekke mellomprodukter, som er fosfatestere (fosfater). Deres fosfatgruppe overføres til adenosindifosfat (ADP) med dannelsen av ATP. Nettoutbyttet av ATP er 2 ATP molekyler for hvert glukosemolekyl delt i fermenteringsprosessen. Lignende prosesser skjer i alle levende celler; Siden de leverer den energien som er nødvendig for vital aktivitet, er de noen ganger (ikke helt riktig) kalt anaerob celle respirasjon.

I pattedyr, inkludert mennesker, kalles en slik prosess glykolyse og sluttproduktet er melkesyre, ikke alkohol og CO.₂. Hele sekvensen av glykolysereaksjoner, med unntak av de to siste trinnene, er helt identisk med prosessen som forekommer i gjærceller.

Aerobic (ved hjelp av oksygen). Med utseendet av oksygen i atmosfæren, hvor kilden tilsynelatende var fotosyntese av planter, ble det under utviklingen utviklet en mekanisme som sikrer fullstendig oksidasjon av glukose til CO₂ og vann, en aerob prosess hvor netto utbyttet av ATP er 38 ATP molekyler per oksidert glukose molekyl. Denne prosessen med oksygenforbruk av celler for dannelse av energirige forbindelser kalles cellulær respirasjon (aerob). I kontrast til den anaerobe prosessen, utført av cytoplasmatiske enzymer, finner oksidative prosesser sted i mitokondriene. I mitokondrier oksyderes pyruvsyre, et mellomprodukt dannet i den anaerobe fase, til CO.₂ i seks påfølgende reaksjoner, hvorav et par elektroner overføres til et felles akseptor-coenzym-nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD). Denne sekvensen av reaksjoner kalles tricarboxylsyre syklusen, sitronsyre syklusen eller Krebs syklusen. Fra hvert molekyl av glukose dannes 2 molekyler pyruvsyre; 12 par elektroner delt fra glukosemolekylet under oksydasjonen, beskrevet av ligningen:

Elektronoverføring

Hver mitokondri har en mekanisme hvorved den reduserte NAD (NAD H N, hvor H er hydrogen) dannet i tricarboxylsyre-syklusen overfører sitt elektronpar til oksygen. Overføringen skjer imidlertid ikke direkte. Elektronene overføres "fra hånd til hånd", og først etter å ha passert gjennom en kjede av bærere, blir de med oksygen. Denne "elektrontransportkjeden" består av følgende komponenter:

NADH H N ® Flavineninindinkleotid ® Coenzym Q ®

® Cytochrome b ® Cytochrome c ® Cytochrome a ® O₂

Alle komponenter i dette systemet som befinner seg i mitokondriene, er festet i rommet og knyttet til hverandre. Slike deres tilstand muliggjør overføring av elektroner.

NAD inneholder nikotinsyre (vitamin Niacin), og flavin adenin-dinukleotid inneholder riboflavin (vitamin B₂). Koenzym Q er en høymolekylær kinon syntetisert i leveren, og cytokromer er tre forskjellige proteiner, som hver inneholder hemoglobin, som hemoglobin.

I elektronoverføringskjeden for hvert par elektroner overført fra NAD H til O₂, 3 ATP-molekyler syntetiseres. Siden 12 par elektroner deles fra hvert molekyl av glukose og overføres til NAD molekyler, dannes totalt 3 12 = 36 ATP molekyler per glukose molekyl. Denne prosessen med ATP-dannelse under oksidasjon kalles oksidativ fosforylering.

Lipider som energikilde.

Fettsyrer kan brukes som energikilde på omtrent samme måte som karbohydrater. Fettsyreoksydasjon fortsetter ved suksessiv spaltning av bikarbonfragmentet fra fettsyremolekylet for å danne acetylko-enzym A (acetyl CoA) og samtidig overføring av to par elektroner til elektronoverføringskjeden. Den resulterende acetyl-CoA er en normal bestanddel av tricarboxylsyre-syklusen, og senere endrer ikke skjebnen sin fra acetyl CoA som følger med karbohydratmetabolismen. Mekanismer for ATP-syntese i oksidasjonen av både fettsyrer og glukosemetabolitter er således nesten det samme.

Hvis dyrets kropp mottar energi nesten helt på grunn av fettsyreoksidasjon alene, og dette skjer for eksempel under fasting eller diabetes mellitus, overstiger dannelsen av acetyl-CoA sin oksidasjonshastighet i tricarboxylsyre-syklusen. I dette tilfelle reagerer de ekstra molekylene acetyl CoA med hverandre, noe som resulterer i dannelsen av acetoeddiksyre og b-hydroksysmørsyre. Akkumuleringen er årsaken til den patologiske tilstanden, den såkalte. ketose (en type acidose), som i alvorlig diabetes kan forårsake koma og død.

Energilagring.

Dyr spiser uregelmessig, og kroppen deres må på en eller annen måte lagre energien i mat, kilden derav er karbohydrater og fett absorbert av dyret. Fettsyrer kan lagres som nøytrale fettstoffer, enten i leveren eller i fettvev. Karbohydrater i store mengder i mage-tarmkanalen hydrolyseres til glukose eller andre sukkerarter, som deretter omdannes til samme glukose i leveren. Her syntetiseres et gigantisk polymerglykogen fra glukose ved å feste glukoserester til hverandre med eliminering av vannmolekyler (antall glukoserester i glykogenmolekyler når 30.000). Når det er behov for energi, dispergerer glykogen igjen til glukose i reaksjonen, hvorav produktet er glukosefosfat. Dette glukosefosfatet er rettet mot banen av glykolyse, en prosess som utgjør en del av banen for oksydasjon av glukose. I leveren kan glukosefosfat også gjennomgå hydrolyse, og den resulterende glukosen kommer inn i blodet og leveres av blod til celler i forskjellige deler av kroppen.

Syntese av lipider fra karbohydrater.

Hvis mengden karbohydrater absorbert fra mat på en gang er større enn det som kan lagres i form av glykogen, blir overskytende karbohydrat omdannet til fett. Den første sekvens av reaksjoner sammenfaller med den vanlige oksidative måten, dvs. I begynnelsen dannes acetyl-CoA fra glukose, men da brukes denne acetyl-CoA i cytoplasma til cellen for å syntetisere langkjedede fettsyrer. Synteseprosessen kan beskrives som reversering av en normal fettcelledoksidasjonsprosess. Fettsyrer lagres så som nøytrale fettstoffer (triglyserider) som akkumuleres i ulike deler av kroppen. Når det er nødvendig med energi, gjennomgår nøytrale fett hydrolyse og fettsyrer går inn i blodet. Her adsorberes de av plasmaproteinmolekyler (albumin og globulin) og absorberes deretter av celler av forskjellige typer. Det finnes ingen mekanismer som er i stand til å syntetisere glukose fra fettsyrer hos dyr, men planter har slike mekanismer.

Lipid metabolisme.

Lipider kommer inn i kroppen hovedsakelig i form av fettsyre triglyserider. I tarmen under virkningen av bukspyttkjertelenes enzymer, gjennomgår de hydrolyse, hvorav produktene absorberes av tarmveggenes celler. Her syntetiseres nøytral fett fra dem, som går inn i blodet gjennom lymfesystemet og enten transporteres til leveren eller deponeres i fettvev. Det har allerede blitt indikert over at fettsyrer også kan syntetiseres på nytt fra karbohydratforløpere. Det skal bemerkes at selv om inkluderingen av en dobbeltbinding i molekylene av langkjedede fettsyrer (mellom C-9 og C-10) kan forekomme i pattedyrceller, er disse cellene ikke i stand til å inkludere den andre og tredje dobbeltbindingen. Siden fettsyrer med to og tre dobbeltbindinger spiller en viktig rolle i stoffskiftet av pattedyr, er de i hovedsak vitaminer. Derfor er linolsyre (C_{18: 2}) og linolensyre (C_{18: 3}) Syrer kalles essensielle fettsyrer. På samme tid, i pattedyrceller, kan en fjerde dobbeltbinding innlemmes i linolensyre og arakidonsyre kan dannes ved å forlenge karbonkjeden (C_{20: 4}), også en nødvendig deltakende i metabolske prosesser.

I ferd med lipidsyntese overføres fettsyrerester assosiert med koenzym A (acyl-CoA) til glycerofosfat, en ester av fosforsyre og glyserol. Som et resultat dannes fosfatidinsyre - en forbindelse hvor en hydroksylgruppe av glyserol er forestret med fosforsyre og to grupper med fettsyrer. Når nøytrale fetter dannes, fjernes fosforsyre ved hydrolyse, og den tredje fettsyren tar sin plass som et resultat av reaksjon med acyl-CoA. Koenzym A er dannet av pantotensyre (en av vitaminer). I molekylet er det en sulfhydryl (SH) gruppe som er i stand til å reagere med syrer for å danne tioester. Når fosfolipider dannes, reagerer fosfatidsyre direkte med et aktivert derivat av et av nitrogenbasisene, så som kolin, etanolamin eller serin.

Med unntak av vitamin D, er alle steroider som finnes i dyreorganer (derivater av komplekse alkoholer) lett syntetisert av kroppen selv. Disse inkluderer kolesterol (kolesterol), gallsyrer, mannlige og kvinnelige kjønnshormoner og binyrene hormoner. I hvert tilfelle tjener acetyl CoA som utgangsmateriale for syntesen: karbonskjelettet av den syntetiserte forbindelsen er konstruert fra acetylgrupper ved gjentatte gjentakende kondensering.

METABOLISMPROTEINS

Aminosyre Syntese

Planter og de fleste mikroorganismer kan leve og vokse i et miljø der bare mineraler, karbondioksid og vann er tilgjengelige for ernæring. Dette betyr at alle disse organismene finnes i dem, disse organismene syntetiserer seg selv. Proteinene som finnes i alle levende celler, er bygget fra 21 typer aminosyrer som er forbundet i forskjellige sekvenser. Aminosyrer syntetiseres av levende organismer. I hvert tilfelle fører en rekke kjemiske reaksjoner til dannelsen av a-keto syrer. En slik a-keto-syre, nemlig a-ketoglutar (den vanlige komponenten av tricarboxylsyre syklusen), er involvert i nitrogenbindingen med følgende ligning:

a - Ketoglutarsyre + NH₃ + OVER CH N ®

® Glutaminsyre + NAD.

Glutaminsyre nitrogen kan deretter overføres til en hvilken som helst av de andre a-keto syrer for å danne den tilsvarende aminosyre.

Menneskekroppen og de fleste andre dyr beholdt evnen til å syntetisere alle aminosyrer med unntak av ni såkalte. essensielle aminosyrer. Siden ketoacider som svarer til disse ni ikke syntetiseres, må essensielle aminosyrer komme fra mat.

Syntese av proteiner.

Aminosyrer er nødvendige for proteinbiosyntese. Prosessen med biosyntese fortsetter vanligvis som følger. I cytoplasma av cellen blir hver aminosyre "aktivert" i reaksjon med ATP, og deretter festet til den terminale gruppen av ribonukleinsyremolekylet som er spesifikk for denne spesielle aminosyren. Dette komplekse molekylet binder seg til en liten kropp, den såkalte. ribosom, i stillingen bestemt av det lengre ribonukleinsyremolekylet festet til ribosomet. Etter at alle disse komplekse molekylene er riktig justert, oppstår bindingene mellom den opprinnelige aminosyren og ribonukleinsyren, og bindinger mellom nabostillede aminosyrer oppstår - et spesifikt protein syntetiseres. Biosynteseprosessen forsyner proteiner, ikke bare for veksten av organismen eller for sekresjon i mediet. Alle proteiner fra levende celler forfaller til slutt til deres bestandige aminosyrer, og for å opprettholde livet, må cellene syntetiseres igjen.

Syntese av andre nitrogenholdige forbindelser.

I pattedyr brukes aminosyrer ikke bare for proteinbiosyntese, men også som utgangsmateriale for syntese av mange nitrogenholdige forbindelser. Aminosyre tyrosin er en forløper for hormonene adrenalin og noradrenalin. Den enkleste aminosyren glycin er utgangsmaterialet for biosyntese av puriner som utgjør nukleinsyrer og porfyriner som utgjør cytokromer og hemoglobin. Aspartinsyre er en forløper for pyrimidinukleinsyrer. Methylgruppen av metionin overføres til en rekke andre forbindelser under biosyntesen av kreatin, kolin og sarkosin. Under kreatinbiosyntesen overføres guanidin-gruppen av arginin også fra en forbindelse til en annen. Tryptofan tjener som forløper for nikotinsyre, og et vitamin som pantothensyre syntetiseres fra valin i planter. Alle disse er bare noen eksempler på bruk av aminosyrer i biosynteseprosessene.

Kväve, absorbert av mikroorganismer og høyere planter i form av ammoniumion, brukes nesten helt på dannelsen av aminosyrer, hvoretter mange nitrogenholdige forbindelser av levende celler syntetiseres. Hverken planter eller mikroorganismer absorberer overskudd av nitrogen. I kontrast, i dyr, avhenger mengden av nitrogen som er absorbert av proteinene i maten. Alt nitrogen inn i kroppen i form av aminosyrer og ikke konsumeres i biosynteseprosessene, utskilles ganske raskt fra kroppen med urin. Det skjer som følger. I leveren overfører ubrukte aminosyrer deres nitrogen-a-ketoglutarsyre til dannelse av glutaminsyre, som deamineres og frigjør ammoniakk. Videre kan ammoniakknitro enten lagres midlertidig ved syntesen av glutamin, eller brukes umiddelbart til syntese av urea som strømmer i leveren.

Glutamin har en annen rolle. Det kan hydrolyseres i nyrene for å frigjøre ammoniakk, som kommer inn i urinen i bytte for natriumioner. Denne prosessen er ekstremt viktig som et middel til å opprettholde syrebasebalanse i et dyrs kropp. Nesten alle ammoniakkene, avledet fra aminosyrer og muligens fra andre kilder, omdannes til urea i leveren, så det er vanligvis nesten ingen fri ammoniakk i blodet. Imidlertid inneholder urin under noen forhold forholdsvis betydelige mengder ammoniakk. Denne ammoniakken er dannet i nyrene fra glutamin og passerer i urinen i bytte for natriumioner, som således re-adsorberes og holdes i kroppen. Denne prosessen forbedres ved utvikling av acidose, en tilstand der kroppen trenger ytterligere mengder natriumkationer for å binde overskytende bikarbonationer i blodet.

Overdreven mengder pyrimidiner oppløses også i leveren gjennom en rekke reaksjoner der ammoniakk slippes ut. Når det gjelder puriner, blir deres overskytende oksidasjon med dannelsen av urinsyre, som utskilles i urinen hos mennesker og andre primater, men ikke hos andre pattedyr. I fugler er det ingen mekanisme for syntese av urea, og det er urinsyre, og ikke urea, det er deres sluttprodukt ved utveksling av alle nitrogenholdige forbindelser.

Nukleinsyrer.

Strukturen og syntesen av disse nitrogenholdige forbindelser er beskrevet i detalj i artikkelen NUCLEIC ACIDS.

GENERELLE REPRESENTASJONER AV METABOLISM-ORGANISKE STOFFER

Du kan formulere noen generelle begreper, eller "regler" knyttet til metabolisme. Følgende er noen av de viktigste "reglene" for bedre å forstå hvordan metabolismen fortsetter og er regulert.

1. Metabolske veier er irreversible. Forfall følger aldri en sti som bare ville være en reversering av fusjonsreaksjoner. Det involverer andre enzymer og andre mellomprodukter. Ofte finner de motsatt rettede prosessene sted i forskjellige rom i cellen. Dermed syntetiseres fettsyrer i cytoplasma med deltagelse av ett sett med enzymer, og oksyderes i mitokondrier med deltagelse av et helt annet sett.

2. Enzymer i levende celler er nok slik at alle kjente metabolske reaksjoner kan gå mye raskere enn det som vanligvis observeres i kroppen. Følgelig er det noen reguleringsmekanismer i cellene. Åpnet ulike typer slike mekanismer.

a) Faktoren som begrenser mengden av metabolske transformasjoner av et gitt stoff kan være inntaket av dette stoffet i cellen; I dette tilfellet reguleres reguleringen nettopp på denne prosessen. Insulins rolle, for eksempel, er relatert til det faktum at det ser ut til å lette penetrasjonen av glukose i alle celler, mens glukose gjennomgår transformasjoner med den hastigheten som den tilføres. På samme måte er penetrasjonen av jern og kalsium fra tarmen inn i blodet avhengig av prosessene, hvis hastighet er regulert.

b) Stoffer er langt fra alltid frie til å flytte fra ett cellekammer til et annet; Det er tegn på at intracellulær overføring reguleres av noen steroidhormoner.

c) To typer "negative tilbakemelding" servomekanismer ble identifisert.

I bakterier ble eksempler funnet at nærværet av et produkt av noen sekvens av reaksjoner, slik som en aminosyre, hemmer biosyntesen av et av enzymene som er nødvendige for dannelsen av denne aminosyren.

I hvert tilfelle var enzymet, hvis biosyntese er berørt, ansvarlig for det første "bestemmende" stadium (reaksjon 4 i skjemaet) av metabolskveien som fører til syntesen av denne aminosyren.

Den andre mekanismen er godt studert hos pattedyr. Dette er en enkel inhibering av sluttproduktet (i vårt tilfelle en aminosyre) av enzymet som er ansvarlig for det første "bestemmende" stadiet av metabolske veier.

En annen type regulering ved tilbakemelding virker i tilfeller hvor oksydasjonen av tricarboxylsyre syklus mellomprodukter er forbundet med dannelsen av ATP fra ADP og fosfat under oksidativ fosforylering. Hvis hele bestanden av fosfat og / eller ADP i cellen allerede har blitt oppbrukt, stopper oksidasjonen og kan gjenopptas først etter at reserven er tilstrekkelig igjen. Dermed oppstår oksidasjon, hvis betydning er å levere nyttig energi i form av ATP, bare når ATP-syntese er mulig.

3. Et relativt lite antall byggesteiner er involvert i biosyntetiske prosesser, som hver brukes til å syntetisere mange forbindelser. Blant dem er acetylkoenzym A, glyserolfosfat, glycin, karbamylfosfat, som tilveiebringer karbamyl (H₂N-CO-gruppe, folsyrederivater som tjener som kilde til hydroksymetyl- og formylgrupper, S-adenosylmetionin - en kilde til metylgrupper, glutaminsyre og asparaginsyrer, som tilveiebringer aminogrupper og til slutt glutamin - en kilde til amidgrupper. Fra dette relativt små antall komponenter er bygget alle de forskjellige forbindelsene som vi finner i levende organismer.

4. Enkle organiske forbindelser deltar sjelden i metabolske reaksjoner direkte. Vanligvis må de først "aktiveres" ved å knytte seg til en av en rekke forbindelser som er universelt brukt i stoffskiftet. Glukose, for eksempel, kan gjennomgå oksidasjon først etter at den har blitt esterifisert med fosforsyre; for sine andre transformasjoner må den foresteres med uridindifosfat. Fettsyrer kan ikke være involvert i metabolske transformasjoner før de danner estere med koenzym A. Hver av disse aktivatorene er enten relatert til en av nukleotidene som utgjør ribonukleinsyre, eller er avledet av en slags vitamin. Det er lett å forstå i denne forbindelse hvorfor vitaminer kreves i så små mengder. De blir brukt på dannelsen av "koenzymer", og hvert koenzymmolekyl brukes mange ganger i hele organismenes liv, i motsetning til de grunnleggende næringsstoffene (for eksempel glukose), hvor hvert molekyl bare brukes en gang.

Til slutt konkluderer begrepet "metabolisme", som tidligere ikke innebar noe mer komplisert enn bare å bruke karbohydrater og fett i kroppen, for å referere til tusenvis av enzymatiske reaksjoner, hvor hele settet kan representeres som et stort nettverk av metabolske veier som krysser mange ganger ( på grunn av tilstedeværelsen av vanlige mellomprodukter) og styrt av svært subtile reguleringsmekanismer.

METABOLISM AV MINERALSTOFFER

Relativt innhold.

De forskjellige elementene som finnes i levende organismer er oppført nedenfor i nedadgående rekkefølge avhengig av deres relative innhold: 1) oksygen, karbon, hydrogen og nitrogen; 2) kalsium, fosfor, kalium og svovel; 3) natrium, klor, magnesium og jern; 4) Mangan, kobber, molybden, selen, jod og sink; 5) aluminium, fluor, silisium og litium; 6) brom, arsen, bly, og muligens noen andre.

Oksygen, karbon, hydrogen og nitrogen er elementene som utgjør kroppens myke vev. De er en del av forbindelser som karbohydrater, lipider, proteiner, vann, karbondioksid og ammoniakk. Elementer oppført i klausuler 2 og 3, er i kroppen vanligvis i form av en eller flere uorganiske forbindelser, og elementene nn. 4, 5 og 6 er bare tilstede i spormengder og derfor kalles de mikroelementer.

Fordeling i kroppen.

Kalsium.

Kalsium er til stede hovedsakelig i beinvev og i tenner, hovedsakelig i form av fosfat og i små mengder i form av karbonat og fluorid. Kalsium tilført med mat absorberes hovedsakelig i tarmen, som har en svak syrereaksjon. D-vitamin bidrar til denne absorpsjonen (hos mennesker er bare 20-30% av kalsium absorbert i mat). Under virkningen av vitamin D produserer intestinale celler et spesielt protein som binder kalsium og letter overføringen gjennom tarmveggen inn i blodet. Absorbsjonen påvirkes også av tilstedeværelsen av noen andre stoffer, spesielt fosfat og oksalat, som i små mengder fremmer absorpsjon, og i stor grad, undertrykker den.

I blodet er omtrent halvparten av kalsium bundet til protein, resten er kalsiumioner. Forholdet mellom ioniserte og ikke-ioniserte former avhenger av total kalsiumkonsentrasjon i blodet, samt på protein- og fosfatinnholdet og konsentrasjonen av hydrogenioner (blod-pH). Andelen ikke-ionisert kalsium, som påvirkes av proteinnivået, gjør det mulig å indirekte dømme kvaliteten på ernæring og effektiviteten av leveren, der plasmaproteiner syntetiseres.

Mengden ionisert kalsium påvirkes på den ene side av vitamin D og faktorer som påvirker absorpsjonen og på den annen side av parathyroidhormon og muligens også vitamin D, siden begge disse stoffene regulerer både kalsiumavsetningen i beinvev og dets mobilisering, det vil si vasker ut av beinene. Overdreven parathyroidhormon stimulerer frigjøringen av kalsium fra beinvev, noe som fører til en økning i konsentrasjonen i plasma. Ved å endre absorpsjonshastigheten og utskillelsen av kalsium og fosfat, samt dannelsesgraden av beinvev og dets ødeleggelse, kontrollerer disse mekanismene nøye konsentrasjonen av kalsium og fosfat i blodserumet. Kalsiumioner spiller en regulerende rolle i mange fysiologiske prosesser, inkludert nervereaksjoner, muskelkontraksjon, blodkoagulasjon. Utskillelse av kalsium fra kroppen skjer normalt hovedsakelig (2/3) gjennom galle og tarm og i mindre grad (1/3) gjennom nyrene.

Fosfor.

Fosformetabolisme - en av hovedkomponentene i beinvev og tenner - avhenger i stor grad av de samme faktorene som kalsiummetabolismen. Fosfor i form av fosfat er også til stede i kroppen i hundrevis av forskjellige fysiologisk viktige organiske estere. Parathyroidhormon stimulerer utsöndringen av fosfor i urinen og frigjøringen fra benvevet; Dermed regulerer det fosforens konsentrasjon i blodplasmaet.

Natrium.

Natrium, den viktigste kation av ekstracellulær væske, sammen med protein, klorid og bikarbonat, spiller en avgjørende rolle for regulering av det osmotiske trykket og pH (konsentrasjon av hydrogenioner) av blodet. I kontrast inneholder celler svært lite natrium, siden de har en mekanisme for fjerning av natriumioner og fange av kaliumioner. Alt natrium som overskrider kroppens behov, utskilles svært raskt gjennom nyrene.

Siden natrium går tapt i alle utskillelsesprosesser, må det kontinuerlig inntas med mat. Ved acidose, når det er nødvendig at store mengder anioner (for eksempel klorid eller acetoacetat) fjernes fra kroppen, forhindrer nyrene overdreven tap av natrium på grunn av dannelsen av ammoniakk fra glutamin. Utskillelsen av natrium gjennom nyrene reguleres av hormonet av binyrebark aldosteron. Under virkningen av dette hormonet returneres nok natrium til blodet for å opprettholde normalt osmotisk trykk og normalt ekstracellulært fluidvolum.

Det daglige kravet til natriumklorid er 5-10 g. Denne verdien øker med absorpsjon av store mengder væske, når svette øker og mer urin frigjøres.

Kalium.

Til forskjell fra natrium er kalium funnet i celler i store mengder, men det er lite ekstracellulært væske. Hovedfunksjonen til kalium er å regulere intracellulært osmotisk trykk og opprettholde syrebasebalanse. Det spiller også en viktig rolle i å utføre nerveimpulser og i mange enzymsystemer, inkludert de som er involvert i muskelkontraksjon. Kalium er utbredt i naturen, og det er rikelig i noen mat, slik at spontant kaliummangel ikke kan forekomme. I plasma reguleres kaliumkonsentrasjonen av aldosteron, noe som stimulerer utskillelsen i urinen.

Med mat kommer svovel inn i kroppen hovedsakelig som en del av to aminosyrer - cystin og metionin. Ved de siste stadier av stoffskiftet av disse aminosyrene frigjøres svovel og som et resultat av oksydasjon omdannes til en uorganisk form. I sammensetningen av cystin og metionin er svovel tilstede i strukturelle proteiner. Sulfhydryl (-SH) -gruppen cystein, hvor aktiviteten til mange enzymer avhenger, spiller også en viktig rolle.

Det meste av svovelet utskilles i urinen som sulfat. En liten mengde utskilt sulfat er vanligvis forbundet med organiske forbindelser som fenoler.

Magnesium.

Magnesium metabolisme ligner kalsiummetabolisme, og i form av et kompleks med fosfat, inngår dette elementet også i beinvevet. Magnesium er tilstede i alle levende celler, hvor det fungerer som en nødvendig komponent i mange enzymsystemer; Denne rollen ble overbevisende demonstrert av eksemplet på karbohydratmetabolisme i muskler. Magnesium, som kalium, er mye distribuert, og sannsynligheten for at den er sviktende er svært liten.

Iron.

Jern er en komponent av hemoglobin og andre hemoproteiner, nemlig myoglobin (muskelhemoglobin), cytokromer (respiratoriske enzymer) og katalase, samt i noen enzymer som ikke inneholder hemogrupper. Jern absorberes i øvre tarmene, og dette er det eneste elementet som bare absorberes når tilførselen i kroppen er helt utmattet. I plasma transporteres jern i forbindelse med protein (transferrin). Jern er ikke utskilt gjennom nyrene; dets overskudd akkumuleres i leveren i forbindelse med et spesielt protein (ferritin).

Sporelementer

Hvert sporelement som er tilstede i kroppen har sin egen spesielle funksjon, knyttet til det faktum at den stimulerer virkningen av dette eller det enzymet eller på annen måte påvirker det. Sink er nødvendig for krystallisering av insulin; I tillegg er det en komponent av karbonsyreanhydrase (et enzym involvert i transport av karbondioksid) og noen andre enzymer. Molybden og kobber er også essensielle komponenter i ulike enzymer. Jod er nødvendig for syntesen av triiodotyronin, et skjoldbruskhormon. Fluor (inkludert i tannemalje) bidrar til å forhindre tannråte.

BRUK AV METABOLITER

Karbohydrater.

Suge.

Monosakkaridene, eller enkle sukkerarter, frigjort under fordøyelsen av matkarbohydrater, overføres fra tarmen til blodet som et resultat av en prosess som kalles suging. Sugemekanismen er en kombinasjon av enkel diffusjon og kjemisk reaksjon (aktiv suging). En av hypotesene angående karakteren av kjemisk fase av prosessen antyder at i denne fasen kombinerer monosakkarider med fosforsyre i en reaksjon katalysert av et enzym fra gruppen kinaser, hvoretter de trenger inn i blodkarene og frigjøres her som følge av enzymatisk defosforylering (nedbrytning av fosfatbindingen) katalysert en av fosfataser. Det er på grunn av aktiv absorpsjon at forskjellige monosakkarider absorberes ved forskjellige hastigheter og at karbohydrater absorberes selv når blodsukkernivået er høyere enn i tarmen, dvs. i forhold der det ville være naturlig å forvente at de skulle bevege seg i motsatt retning - fra blodet inn i tarmen.

Mekanismer for homeostase.

Monosakkarider som kommer inn i blodet øker blodsukkernivået. Ved fasting varierer konsentrasjonen av glukose i blodet vanligvis fra 70 til 100 mg per 100 ml blod. Dette nivået opprettholdes gjennom mekanismer kalt homeostase (selvstabilisering) mekanismer. Så snart nivået av sukker i blodet stiger som følge av absorpsjon fra tarmen, blir prosessene som bringer sukker ut av blodet, slik at nivået ikke svinger for mye.

Som andre glukose kommer alle andre monosakkarider fra blodet til leveren, der de omdannes til glukose. Nå er de ikke skiller seg fra både glukose, som absorberes, og fra den som allerede var i kroppen, og gjennomgår de samme metabolske transformasjonene. En av mekanismene for karbohydrathemostase som virker i leveren, er glykogenese, ved hjelp av hvilken glukose overføres fra blodet til cellene, hvor den omdannes til glykogen. Glykogen lagres i leveren til en reduksjon av blodsukkernivået oppstår: i denne situasjonen vil den homøostatiske mekanismen forårsake nedbrytning av akkumulert glykogen til glukose, som igjen kommer inn i blodet.

Transformasjoner og bruk.

Siden blod forsyner glukose til alle kroppens vev og alt vev bruker det til energi, reduseres nivået av glukose i blodet hovedsakelig på grunn av dets bruk.

I musklene omdannes blodglukose til glykogen. Muskelglykogen kan imidlertid ikke brukes til å produsere glukose, som vil passere inn i blodet. Den inneholder en tilførsel av energi, og hastigheten av bruken avhenger av muskelaktivitet. Muskelvev inneholder to forbindelser med stor tilgang til lett tilgjengelig energi i form av energirige fosfatbindinger - kreatinfosfat og adenosintrifosfat (ATP). Når disse fosfatgruppene spaltes fra disse forbindelsene, frigjøres energi for muskelkontraksjon. For at muskelen skal trekkes igjen, må disse forbindelsene gjenopprettes til sin opprinnelige form. Dette krever energi, som tilføres ved oksydasjon av glykogen nedbrytningsprodukter. Med muskelsammentrekning blir glykogen omdannet til glukosefosfat, og deretter gjennom en rekke reaksjoner til fruktosdifosfat. Fruktosedifosfat brytes ned i to trekarbonforbindelser, hvorav etter pyramidsyre, etter en rekke trinn, først og til slutt melkesyre, som allerede nevnt i beskrivelsen av karbohydratmetabolismen. Denne omdannelsen av glykogen til melkesyre, ledsaget av frigjøring av energi, kan forekomme i fravær av oksygen.

Med mangel på oksygen, akkumuleres melkesyre i musklene, diffunderes inn i blodet og går inn i leveren, hvor glykogen igjen dannes fra den. Hvis det er nok oksygen, akkumuleres melkesyre ikke i musklene. I stedet, som beskrevet ovenfor, blir den fullstendig oksidert gjennom en tricarboxylsyre syklus til karbondioksid og vann for å danne ATP, som kan brukes til reduksjon.

Metabolismen av karbohydrater i det nervøse vev og erytrocytter er forskjellig fra stoffskiftet i musklene, fordi glykogen ikke er involvert her. Men her er også mellomproduktene pyruviske og melkesyre, som dannes under spalting av glukosefosfat.

Glukose brukes ikke bare i cellulær respirasjon, men også i mange andre prosesser: syntese av laktose (melkesukker), dannelse av fett, samt spesielle sukkerarter som utgjør polysakkaridene i bindevevet og en rekke andre vev.

Leverglykogen, syntetisert ved absorpsjon av karbohydrater i tarmen, er den mest tilgjengelige kilden til glukose når absorpsjon er fraværende. Hvis denne kilden er oppbrukt, begynner prosessen med glukoneogenese i leveren. Glukose er dannet fra noen aminosyrer (fra 100 g protein blir 58 g glukose dannet) og flere andre ikke-karbohydratforbindelser, inkludert fra glyserolrester av nøytrale fettstoffer.

Noen, men ikke så viktig, er rollen i metabolismen av karbohydrater nyrene. De skiller ut overflødig glukose fra kroppen når konsentrasjonen i blodet er for høyt; Ved lavere konsentrasjoner blir glukose praktisk talt ikke utskilt.

Flere hormoner er involvert i reguleringen av karbohydratmetabolismen, inkludert bukspyttkjertelhormoner, den fremre hypofysen og binyrebarken.

Bukspyttkjertelen hormonsulin reduserer konsentrasjonen av glukose i blodet og øker konsentrasjonen i cellene. Tilsynelatende stimulerer det også lagringen av glykogen i leveren. Cortikosteron, binyrebarkens hormon og adrenalin, produsert av binyrens medulla, påvirker metabolismen av karbohydrater, stimulerer nedbrytningen av glykogen (hovedsakelig i muskler og lever) og syntese av glukose (i leveren).

Lipider.

Suge.

I tarmene etter fordøyelsen av fett, forblir hovedsakelig fettsyrer forblir med en liten blanding av kolesterol og lecitin og spor av fettløselige vitaminer. Alle disse stoffene er meget fin dispergerte på grunn av den emulgerende og solubiliserende virkning av gallsalter. Solubiliserende virkning er vanligvis forbundet med dannelsen av ustabile kjemiske forbindelser mellom fettsyrer og salter av gallsyrer. Disse kompleksene trenger inn i epitelcellene i tynntarmen og brytes ned i fettsyrer og gallsalter. Sistnevnte blir overført til leveren og resecreted fra gallen, og fettsyrer går i kombinasjon med glycerol eller kolesterol. De resulterende rekonstruerte fettene kommer inn i lymfekarene i mesenteriet i form av en melkesaft, den såkalte. "Chyle". Fra mesenteriets fartøy går hylus inn i sirkulasjonssystemet gjennom lymfesystemet gjennom thoracalkanalen.

Etter fordøyelsen øker innholdet av lipider i blodet fra ca. 500 mg (fastende nivå) til 1000 mg per 100 ml plasma. Lipidene som er tilstede i blodet er en blanding av fettsyrer, nøytralfett, fosfolipider (lecitin og kefalin), kolesterol og kolesterolestere.

Distribusjon.

Blodet gir lipider til forskjellige vev i kroppen og spesielt til leveren. Leveren har evnen til å modifisere fettsyrene som kommer inn i den. Dette er spesielt uttalt i arter som lagrer fett med høyt innhold av mettede eller omvendt umettede fettsyrer: i leveren til disse dyrene, forandrer forholdet mellom mettede og umettede syrer på en slik måte at fettet som er avsatt tilsvarer fettet som er iboende i denne organismen.

Fett i leveren brukes enten til energi, eller overføres til blodet og leveres til forskjellige vev. Her kan de inngå i strukturelle elementer av vev, men de fleste av dem er deponert i fettdepotene, hvor de lagres til behovet for energi oppstår; så blir de igjen overført til leveren og oksidert her.

Lipidmetabolisme, som karbohydrater, reguleres hjemmeostatisk. Mekanismer for homeostase som påvirker lipid og karbohydratmetabolismen, er tilsynelatende nært beslektet, siden den sakte metabolisme av karbohydrater øker stoffskiftet av lipider, og vice versa.

Transformasjoner og bruk.

Fire karbon syrer - acetoeddiksyre (et kondensasjonsprodukt av to acetat-enheter) og b-hydroksybutyr- og en trekarbon-forbindelse aceton, dannet når et karbonatom spaltes fra acetoeddiksyre, er kollektivt kjent som keton (aceton) -kropper. Normalt er ketonlegemer til stede i blodet i små mengder. Deres overdrevne dannelse i alvorlig diabetes fører til økning i innholdet i blodet (ketonemi) og i urinen (ketonuria) - denne tilstanden er betegnet med begrepet "ketose".

Proteiner.

Suge.

Når man fordøyer proteiner med fordøyelsesenzymer, dannes en blanding av aminosyrer og små peptider inneholdende fra to til ti aminosyrerester. Disse produktene absorberes av tarmslimhinnen, og her er hydrolysen fullført - peptidene bryter også ned i aminosyrer. Aminosyrene som kommer inn i blodet blandes med de samme aminosyrene som finnes her. Blodet inneholder en blanding av aminosyrer fra tarmene, dannet under nedbrytningen av vevsproteiner og syntetisert av kroppen igjen.

Syntese.

I vevet går nedbrytningen av proteiner og deres neoplasma i gang. Aminosyrene i blodet absorberes selektivt av vevene som utgangsmateriale for å bygge proteiner, og andre aminosyrer går inn i blodet fra vevet. Ikke bare strukturelle proteiner, men også plasmaproteiner, samt proteinhormoner og enzymer, er gjenstand for syntese og forfall.

I en voksen organisme er aminosyrer eller proteiner praktisk talt ikke lagret, og derfor fjerner aminosyrene fra blodet i samme takt som deres oppføring fra vevene inn i blodet. I en voksende organisme dannes nye vev, og denne prosessen bruker mer aminosyrer enn den går inn i blodet på grunn av nedbrytning av vevsproteiner.

Leveren er involvert i metabolismen av proteiner på den mest aktive måten. Her syntetiseres blodplasaproteiner - albumin og globuliner - samt leverenes egne enzymer. Således, med tap av plasmaproteiner, blir innholdet av albumin i plasma gjenopprettet - på grunn av intensiv syntese - ganske raskt. Aminosyrer i leveren brukes ikke bare til dannelse av proteiner, men brytes også ned, hvor energien i dem blir ekstrahert.

Transformasjoner og bruk.

Hvis aminosyrer brukes som energikilde, vil aminogruppen (-NH₂) sendes til dannelsen av urea, og den nitrogenfrie resten av molekylet oksyderes på omtrent samme måte som glukose eller fettsyrer.

Den såkalte "ornitinsyklusen" beskriver hvordan ammoniakk omdannes til urea. I denne syklusen er aminogruppen, delt fra aminosyren i form av ammoniakk, festet sammen med karbondioksid til ornitinmolekylet for å danne citrullin. Citrullin legger til et andre nitrogenatom, denne gangen fra asparaginsyre, og omdannes til arginin. Deretter hydrolyseres arginin for å danne urea og ornitin. Ornitin kan nå gå inn i syklusen, og urea elimineres fra kroppen gjennom nyrene som en av sluttproduktene av metabolisme. Se også hormoner; enzymer; FETT OG OLIER; Nukleinsyrer; protein; Vitaminer.

Leninger A. Grunnleggende om biokjemi, vol. 1-3. M., 1985
Streier L. Biochemistry, vol. 1-3. M., 1985
Murray R., Grenner D., Meies P., Rodwell V. Human biokjemi, vol. 1-2. M., 1993
Alberts, B., Bray, D., Luce, D., et al. Molecular Cell Biology, vol. 1-3. M., 1994