Apakah metabolisme?

• Hipoglikemia

Mengenai metabolisme atau metabolisme kini terdapat banyak perbincangan. Walau bagaimanapun, kebanyakan orang tidak tahu apa metabolisme dan proses apa yang selalu berlaku di dalam badan kita.

Apakah metabolisme

Metabolisme adalah transformasi kimia yang berlaku di dalam tubuh setiap orang apabila nutrien dibekalkan dan sehingga saat produk akhir dari semua transformasi dan transformasi diperoleh dari alam ke luar. Dengan kata lain, metabolisme dalam tubuh adalah satu set tindak balas kimia yang berlaku di dalamnya untuk mengekalkan aktiviti pentingnya. Semua proses yang digabungkan dengan konsep ini membolehkan mana-mana organisma untuk berkembang biak dan berkembang, sambil mengekalkan semua strukturnya dan bertindak balas terhadap pengaruh alam sekitar.

Proses metabolik

Sebagai peraturan, proses metabolik dibahagikan kepada 2 peringkat yang saling berkaitan, dengan kata lain, metabolisme berlaku di dalam badan dalam dua peringkat:

• Peringkat I Anabolisme adalah proses gabungan proses kimia, yang bertujuan untuk pembentukan sel dan komponen tisu-tisu badan. Jika anda mendedahkan proses kimia, maka ia menyiratkan sintesis asid amino, nukleotida, asid lemak, monosakarida, protein.
• Peringkat II. Catabolisme adalah proses pemisahan makanan dan molekulnya sendiri menjadi bahan mudah, sambil membebaskan tenaga yang terkandung di dalamnya. Imbangan peringkat di atas memberi kerja harmoni dan perkembangan tubuh, dan ia dikawal oleh hormon. Enzim adalah pembantu penting lain dalam proses metabolik. Dalam proses metabolisme, mereka bertindak sebagai pemangkin dan membuat beberapa bahan kimia daripada yang lain.

Peranan metabolisme dalam tubuh manusia

Anda harus tahu bahawa metabolisme terdiri daripada semua tindak balas, akibatnya pelbagai sel dan tisu badan dibina dan tenaga berguna diekstrak. Oleh kerana proses anabolik dalam mana-mana organisma dikaitkan dengan perbelanjaan tenaga untuk pembinaan sel dan molekul baru, dan proses katabolik melepaskan tenaga dan membentuk produk akhir seperti karbon dioksida, ammonia, urea dan air.

Dari yang di atas, dapat diperhatikan bahawa proses metabolik yang diselaraskan dengan baik di dalam badan adalah kunci kepada kerja-kerja yang terkoordinasi dan stabil semua organ manusia, selain itu juga berfungsi sebagai penunjuk kesihatan yang baik. Oleh kerana kadar metabolisme mempengaruhi kerja semua organ manusia. Sebarang ketidakseimbangan dalam proses metabolisme boleh membawa kepada akibat yang serius untuk tubuh, iaitu - kepada jenis penyakit yang berlainan.

Gangguan metabolik boleh berlaku dengan pelbagai perubahan dalam setiap sistem badan, tetapi selalunya ini berlaku dalam sistem endokrin. Kegagalan boleh berlaku dengan pelbagai diet dan diet yang tidak sihat, dengan pengawasan dan tekanan saraf. Itulah sebabnya ia disarankan untuk memberi perhatian kepada gaya hidup dan pemakanan anda. Oleh itu, jika anda mengambil berat mengenai kesihatan anda, perlu melakukan pemeriksaan badan secara berkala, membersihkannya dari toksin, dan, tentu saja, makan dengan betul, kerana normalisasi metabolisme adalah kunci kepada kesihatan anda.

Sekarang anda tahu segala-galanya tentang metabolisme, dan anda tidak akan hairan, metabolisme, apa itu? Dan anda boleh pergi ke doktor tepat pada waktunya untuk gangguan yang sedikit, yang seterusnya akan membantu anda untuk mengelakkan banyak masalah.

Metabolisme (metabolisme) dan transformasi tenaga dalam badan

Metabolisme (metabolisme)

Metabolisme, atau metabolisme, adalah gabungan proses biokimia dan proses aktiviti sel. Memastikan kewujudan organisma hidup. Terdapat proses asimilasi (anabolisme) dan dissimilation (katabolisme). Proses-proses ini adalah aspek yang berbeza dari satu proses metabolisme dan penukaran tenaga dalam organisma hidup.

Asimilasi

Asimilasi adalah proses yang berkaitan dengan penyerapan, asimilasi dan pengumpulan bahan kimia yang digunakan untuk mensintesis sebatian yang diperlukan untuk tubuh.

Pertukaran plastik

Metabolisme plastik adalah satu set reaksi sintesis yang memastikan penyambungan semula komposisi kimia, pertumbuhan sel.

Dissimilation

Dissimilation adalah proses yang berkaitan dengan pecahan bahan.

Pertukaran tenaga

Metabolisme tenaga adalah gabungan pemisahan sebatian kompleks dengan pembebasan tenaga. Organisme dari alam sekitar dalam proses kehidupan dalam bentuk tertentu menyerap tenaga. Kemudian mereka mengembalikan jumlahnya yang setara dalam bentuk lain.

Proses asimilasi tidak selalu seimbang dengan proses dissimilation. Pengumpulan bahan-bahan dan pertumbuhan dalam membangunkan organisma disediakan oleh proses asimilasi, sehingga mereka menang. Proses penyisihan mendominasi dengan kekurangan nutrien, kerja fizikal intensif, dan penuaan.

Proses asimilasi dan dissimilation berkait rapat dengan jenis pemakanan organisma. Sumber utama tenaga untuk organisma hidup Bumi adalah cahaya matahari. Ia secara tidak langsung atau langsung memenuhi keperluan tenaga mereka.

Autotrophs

Autotrophs (dari bahasa Yunani Autos - diri dan trofi - makanan, pemakanan) adalah organisma yang boleh mensintesis sebatian organik daripada anorganik menggunakan jenis tenaga tertentu. Terdapat phototrophs dan chemotrophs.

Phototrophs

Phototrophs (dari bahasa Yunani. Foto - cahaya) - organisma yang untuk sintesis sebatian organik dari penggunaan bukan organik tenaga cahaya. Sesetengah prokariot (fotosintesis bakteria sulfur dan sianobakteria) dan tumbuhan hijau adalah milik mereka.

Chemotrophs

Chemotrophs (dari bahasa Yunani. Kimia - Kimia) untuk sintesis sebatian organik daripada penggunaan organik tenaga reaksi kimia. Ini termasuk beberapa prokariota (bakteria besi, bakteria sulfur, penetapan nitrogen, dan sebagainya). Proses Autotrophic lebih berkaitan dengan proses asimilasi.

Heterotrophs

Heterotrophs (dari bahasa Yunani Heteros - yang lain) - adalah organisma yang mensintesis sebatian organik mereka dari sebatian organik yang disintesis oleh organisma lain. Kebanyakan prokariot, kulat, dan haiwan tergolong dalamnya. Bagi mereka, sumber tenaga adalah bahan organik yang mereka terima daripada makanan: organisma hidup, sisa-sisa atau produk sisa mereka. Proses utama organisma heterotrophik - pecahan bahan - adalah berdasarkan proses dissimilation.

Tenaga dalam sistem biologi digunakan untuk menyediakan proses yang berbeza dalam badan:.. haba, mekanikal, kimia, elektrik, dan lain-lain Sebahagian daripada tenaga semasa tindak balas pertukaran tenaga dibebaskan sebagai haba, sebahagian daripada ia disimpan dalam ikatan kimia yang kaya dengan tenaga sebatian organik tertentu. Universal seperti bahan adalah adenosine triphosphate ATP. Ia adalah penumpu kimia universal tenaga dalam sel.

Di bawah tindakan enzim ini, satu residu asid fosforik dibelah. Kemudian ATP bertukar menjadi adenosine diphosphate - ADP. Dalam kes ini, kira-kira 42 kJ tenaga dilepaskan. Penyingkiran dua residu asid fosforik menghasilkan adenosine monophosphate - ATP (84 kJ tenaga dilepaskan). Molekul AMP boleh dibersihkan. Oleh itu, semasa pecahan ATP, sejumlah besar tenaga dikeluarkan, yang digunakan untuk mensintesis sebatian yang diperlukan untuk badan, mengekalkan suhu badan tertentu, dan lain-lain.

Sifat ikatan makroergik ATP akhirnya tidak dijelaskan, walaupun mereka melebihi kekuatan intensiti ikatan biasa beberapa kali.

Apakah metabolisme?

Jimat masa dan tidak melihat iklan dengan Knowledge Plus

Jimat masa dan tidak melihat iklan dengan Knowledge Plus

Jawapannya

Jawapannya diberikan

wevehadenough

Proses metabolisme dalam badan :)

Sambung Pengetahuan Plus untuk mengakses semua jawapan. Cepat, tanpa iklan dan rehat!

Jangan ketinggalan yang penting - sambungkan Knowledge Plus untuk melihat jawapan sekarang.

Tonton video untuk mengakses jawapannya

Oh tidak!
Pandangan Tindak Balas Adakah Lebih

Sambung Pengetahuan Plus untuk mengakses semua jawapan. Cepat, tanpa iklan dan rehat!

Jangan ketinggalan yang penting - sambungkan Knowledge Plus untuk melihat jawapan sekarang.

Tonton video untuk mengakses jawapannya

Oh tidak!
Pandangan Tindak Balas Adakah Lebih

• Komen
• Pelanggaran Mark

Jawapannya

Jawapannya diberikan

Lola Stuart

satu set tindak balas kimia yang berlaku dalam organisma hidup untuk mengekalkan kehidupan. Proses ini membolehkan organisma tumbuh dan berkembang biak, mengekalkan struktur mereka dan bertindak balas terhadap pengaruh alam sekitar. Metabolisme biasanya dibahagikan kepada dua tahap: dalam bahan-bahan organik kompleks godecatabolisme dihancurkan kepada yang lebih mudah; Dalam proses anabolisme dengan kos tenaga, bahan-bahan seperti protein, gula, lipid dan asid nukleik disintesis.

METABOLISM

METABOLISM, atau metabolisme, transformasi kimia yang berlaku dari saat nutrien memasuki organisma hidup sehingga saat produk akhir dari transformasi ini dilepaskan ke persekitaran luar. Metabolisme merangkumi semua tindak balas, oleh sebab itu unsur-unsur struktur sel-sel dan tisu dibina, dan proses-proses di mana tenaga diekstraksi dari bahan-bahan yang terkandung dalam sel. Kadang-kadang, untuk kemudahan, kedua-dua belah metabolisme dianggap secara berasingan - anabolisme dan katabolisme, iaitu. proses penciptaan bahan organik dan proses pemusnahan mereka. Proses anabolik biasanya dikaitkan dengan perbelanjaan tenaga dan membawa kepada pembentukan molekul kompleks dari yang mudah, proses katabolik disertai dengan pembebasan tenaga dan mengakibatkan pembentukan produk akhir (buangan) metabolisme seperti urea, karbon dioksida, ammonia dan air.

Istilah "metabolisme" telah memasuki kehidupan seharian sejak doktor mula mengaitkan kelebihan berat badan atau kurang berat badan, kegelisahan yang berlebihan atau, sebaliknya, keletihan pesakit dengan peningkatan atau penurunan metabolisme. Untuk pertimbangan mengenai intensiti metabolisme meletakkan ujian untuk "metabolisme utama". Metabolisme asas adalah penunjuk keupayaan tubuh untuk menghasilkan tenaga. Ujian dilakukan pada perut kosong semasa rehat; mengukur penyerapan oksigen (O₂) dan pelepasan karbon dioksida (CO₂). Membandingkan nilai-nilai ini, menentukan bagaimana nutrien sepenuhnya digunakan oleh tubuh ("terbakar"). Hormon kelenjar tiroid mempengaruhi keamatan metabolisme, oleh sebab itu, ketika mendiagnosis penyakit yang berkaitan dengan gangguan metabolik, para dokter semakin mengukur tingkat hormon-hormon ini dalam darah. Lihat juga THYROID GLAND.

Kaedah penyelidikan.

Apabila mengkaji metabolisme mana-mana satu nutrien, semua transformasinya ditelusuri dari bentuk di mana ia memasuki tubuh ke produk akhir yang dikeluarkan dari tubuh. Dalam kajian sedemikian, satu kaedah biokimia yang sangat pelbagai digunakan.

Penggunaan haiwan atau organ yang utuh.

Komponen yang dikaji diberikan kepada haiwan itu, dan kemudian produk-produk (metabolit) yang mungkin dari bahan ini ditentukan dalam air kencing dan najisnya. Maklumat yang lebih khusus boleh diperolehi dengan mengkaji metabolisme organ tertentu, seperti hati atau otak. Dalam kes ini, bahan disuntik ke dalam saluran darah yang sepadan, dan metabolit ditentukan dalam darah yang mengalir dari organ.

Oleh kerana prosedur ini sangat sukar, bahagian-bahagian organ yang tipis digunakan untuk penyelidikan. Mereka diinkubasi pada suhu bilik atau pada suhu badan dalam penyelesaian dengan penambahan bahan, metabolisme yang dikaji. Sel-sel dalam persediaan seperti ini tidak rosak, dan kerana bahagiannya sangat nipis, bahan itu mudah menembus sel dan mudah meninggalkannya. Kadangkala kesukaran timbul kerana bahan itu melalui membran sel terlalu perlahan. Dalam kes ini, tisu-tisu dihancurkan untuk memusnahkan membran, dan mash sel diinkubasi dengan bahan ujian. Dalam eksperimen seperti itu, ditunjukkan bahawa semua sel hidup mengoksidasi glukosa ke CO₂ dan air dan hanya tisu hati dapat mensintesis urea.

Penggunaan sel.

Malah sel adalah sistem yang sangat kompleks. Mereka mempunyai nukleus, dan di sitoplasma sekitar terdapat badan-badan yang lebih kecil, yang dipanggil. organel pelbagai saiz dan tekstur. Dengan menggunakan teknik yang sesuai, tisu boleh "homogenisasi," dan kemudiannya tertakluk kepada sentrifugasi berbeza (pemisahan) dan formulasi yang mengandungi hanya mitokondria, hanya mikrosom, atau cecair yang jelas - sitoplasma. Ubat-ubatan ini boleh diinkub secara berasingan dengan sebatian yang metabolisme dikaji, dan dengan cara ini dapat ditentukan mana struktur subselular tertentu terlibat dalam transformasi berturut-turut. Ada kes-kes apabila tindak balas awal berlaku di sitoplasma, produknya mengalami transformasi menjadi mikrosom, dan produk dari transformasi ini memasuki reaksi baru yang sudah ada di mitokondria. Inkubasi bahan yang dikaji dengan sel hidup atau dengan homogenat tisu biasanya tidak mendedahkan tahap individu metabolismenya, dan hanya percubaan berurutan di mana satu atau lain struktur subselular digunakan untuk inkubasi membolehkan kita memahami keseluruhan rantaian peristiwa.

Penggunaan isotop radioaktif.

Untuk mengkaji metabolisme bahan, satu keperluan: 1) kaedah analisis yang sesuai untuk menentukan bahan ini dan metabolitnya; dan 2) kaedah untuk membezakan bahan tambah daripada bahan yang sama ada dalam penyediaan biologi. Keperluan ini berfungsi sebagai penghalang utama dalam mengkaji metabolisme sehingga isotop radioaktif unsur-unsur dan pertama sekali, karbon radioaktif 14 C telah ditemui. Dengan kedatangan sebatian yang dilabel dengan 14 C, serta instrumen untuk mengukur radioaktiviti yang lemah, kesukaran ini telah diatasi. Jika berlabel 14 C asid lemak ditambah kepada penyediaan biologi, contohnya, untuk penggantungan mitokondria, maka tiada analisis khusus diperlukan untuk menentukan produk-produk transformasinya; untuk menganggarkan kadar penggunaannya, cukup untuk mengukur radioaktiviti pecahan mitokondria yang dihasilkan secara berturut-turut. Teknik yang sama menjadikannya mudah untuk membezakan molekul asid lemak radioaktif yang diperkenalkan oleh penguji dari molekul asid lemak yang terdapat di mitokondria pada permulaan eksperimen.

Kromatografi dan elektroforesis.

Sebagai tambahan kepada keperluan di atas, seorang biokimia juga memerlukan kaedah untuk mengasingkan campuran yang terdiri daripada bahan organik kecil. Yang paling penting dari mereka - kromatografi, yang berdasarkan fenomena penjerapan. Pemisahan komponen campuran dilakukan sama ada di atas kertas atau oleh penjerapan pada sorben, yang diisi lajur (tiub kaca panjang), diikuti oleh elusi secara beransur-ansur (peleburan) setiap komponen.

Pemisahan oleh elektroforesis bergantung pada tanda dan jumlah caj molekul terionisasi. Elektroforesis dilakukan di atas kertas atau pada beberapa pembawa yang tidak aktif (tidak aktif), seperti kanji, selulosa, atau getah.

Kaedah pemisahan yang sangat sensitif dan berkesan adalah kromatografi gas. Ia digunakan dalam kes-kes apabila bahan yang dipisahkan berada dalam keadaan gas atau boleh dipindahkan kepadanya.

Pengasingan Enzim.

Bahagian haiwan, organ, tisu, homogenat dan pecahan organel selular menduduki tempat terakhir dalam siri ini - enzim yang mampu memangkinkan tindak balas kimia tertentu. Pengasingan enzim dalam bentuk yang disucikan adalah bahagian penting dalam kajian metabolisme.

Gabungan kaedah ini membolehkan kita untuk mengesan laluan metabolik utama di kebanyakan organisma (termasuk manusia), untuk menentukan dengan tepat di mana pelbagai proses ini berlaku, dan untuk mengetahui tahap-tahap yang berturutan bagi laluan metabolik utama. Sehingga kini, ribuan tindak balas biokimia individu diketahui, dan enzim yang terlibat dalamnya telah dikaji.

Metabolisme sel.

Sel hidup adalah sistem yang sangat teratur. Ia mempunyai pelbagai struktur, serta enzim yang boleh memusnahkannya. Ia juga mengandungi makromolekul besar yang dapat memecahkan komponen-komponen yang lebih kecil akibat hidrolisis (pemisahan di bawah tindakan air). Sel ini biasanya mengandungi banyak kalium dan natrium yang sangat kecil, walaupun sel wujud dalam persekitaran di mana terdapat banyak natrium dan kalium yang agak sedikit, dan membran sel mudah telap kepada kedua-dua ion. Oleh itu, sel adalah sistem kimia, sangat jauh dari keseimbangan. Keseimbangan berlaku hanya dalam proses autolysis selepas bedah (pencernaan diri di bawah tindakan enzimnya sendiri).

Keperluan tenaga.

Untuk memastikan sistem dalam keadaan jauh dari keseimbangan kimia, diperlukan untuk melakukan kerja, dan untuk keperluan tenaga ini diperlukan. Mendapatkan tenaga ini dan melakukan kerja ini adalah syarat yang sangat diperlukan bagi sel untuk kekal dalam keadaan pegun (normal), jauh dari keseimbangan. Pada masa yang sama, ia juga melakukan kerja lain yang berkaitan dengan interaksi dengan alam sekitar, contohnya: dalam sel-sel otot, penguncupan; dalam sel-sel saraf - melakukan impuls saraf; dalam sel-sel buah pinggang - pembentukan air kencing, berbeza dengan komposisi dari plasma darah; dalam sel khusus saluran gastrousus - sintesis dan rembesan enzim pencernaan; dalam sel-sel kelenjar endokrin - sekresi hormon; dalam sel-sel kunang-kunang - cahaya; dalam sel beberapa ikan - penjanaan pelepasan elektrik, dsb.

Sumber tenaga.

Dalam mana-mana contoh di atas, sumber tenaga langsung yang digunakan oleh sel untuk menghasilkan kerja adalah tenaga yang terkandung dalam struktur adenosine triphosphate (ATP). Oleh kerana sifat strukturnya, sebatian ini kaya dengan tenaga, dan pemecahan ikatan antara kumpulan fosfatnya boleh berlaku sedemikian rupa sehingga tenaga yang dikeluarkan digunakan untuk menghasilkan kerja. Walau bagaimanapun, tenaga tidak boleh didapati di sel dengan pecahan hidrolisis mudah ikatan fosfat ATP: dalam kes ini, ia terbuang, dilepaskan sebagai haba. Proses ini perlu terdiri daripada dua peringkat berturut-turut, yang masing-masing melibatkan produk perantaraan, yang dinyatakan di sini X - F (dalam persamaan di atas X dan Y bermaksud dua bahan organik yang berlainan: Φ - fosfat; ADP - adenosin difosfat)

Oleh kerana ATP diperlukan untuk hampir apa-apa manifestasi aktiviti sel, tidaklah menghairankan bahawa aktiviti metabolik sel hidup terutama ditujukan kepada sintesis ATP. Pelbagai tindak balas tindak balas yang kompleks yang menggunakan tenaga kimia berpotensi yang terkandung dalam molekul karbohidrat dan lemak (lipid) berfungsi dengan tujuan ini.

METABOLISM OF CARBOHYDRATES AND LIPIDS

Sintesis ATP.

Anaerobic (tanpa oksigen). Peranan utama karbohidrat dan lipid dalam metabolisme sel adalah bahawa pembahagian mereka menjadi sebatian mudah memberikan sintesis ATP. Tidak ada keraguan bahawa proses yang sama berlaku di sel-sel yang paling primitif. Walau bagaimanapun, di dalam suasana yang dilupakan oksigen, pengoksidaan lengkap karbohidrat dan lemak kepada CO₂ adalah mustahil. Sel-sel primitif ini mempunyai semua mekanisme di mana penyusunan semula struktur molekul glukosa memberikan sintesis sejumlah kecil ATP. Kita bercakap mengenai proses yang disebut mikroorganisma penapaian. Pencernaan glukosa kepada etil alkohol dan CO dikaji dengan baik.₂ dalam ragi.

Dalam 11 tindak balas berturut-turut yang diperlukan untuk menyelesaikan transformasi ini, beberapa produk perantaraan terbentuk, iaitu ester fosfat (fosfat). Kumpulan fosfat mereka dipindahkan ke adenosin difosfat (ADP) dengan pembentukan ATP. Hasil bersih ATP adalah 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa berpecah dalam proses penapaian. Proses yang sama berlaku di semua sel hidup; kerana mereka membekalkan tenaga yang diperlukan untuk aktiviti penting, kadang-kadang (tidak cukup betul) dipanggil respirasi sel anaerobik.

Dalam mamalia, termasuk manusia, proses tersebut dipanggil glikolisis dan produk akhirnya adalah asid laktik, bukan alkohol dan CO.₂. Seluruh urutan reaksi glikolisis, dengan pengecualian dua peringkat terakhir, sama sekali sama dengan proses yang berlaku dalam sel-sel yis.

Aerobik (menggunakan oksigen). Dengan penampilan oksigen di atmosfera, sumber yang nampaknya adalah fotosintesis tumbuhan, semasa evolusi suatu mekanisme telah dibangunkan yang memastikan pengoksidaan lengkap glukosa ke CO₂ dan air, proses aerobik di mana hasil bersih ATP adalah 38 molekul ATP setiap molekul glukosa teroksida. Proses penggunaan oksigen oleh sel untuk pembentukan senyawa yang kaya dengan tenaga dikenali sebagai respirasi selular (aerobik). Berbeza dengan proses anaerobik, yang dijalankan oleh enzim sitoplasma, proses oksidatif berlaku di mitokondria. Dalam mitokondria, asid piruvat, produk perantaraan yang terbentuk dalam fasa anaerobik, teroksida kepada CO.₂ dalam enam tindak balas berturut-turut, di mana setiap sepasang elektron dipindahkan ke penerima biasa - koenzyme nikotinamide adenine dinucleotide (NAD). Urutan tindak balas ini dipanggil kitaran asid tricarboxylic, kitaran asid sitrik, atau kitaran Krebs. Dari setiap molekul glukosa 2 molekul asid piruvat dibentuk; 12 pasang elektron berpecah dari molekul glukosa semasa pengoksidaannya, yang diterangkan oleh persamaan:

Pemindahan elektron

Setiap mitokondria mempunyai mekanisme di mana NAD dikurangkan (NAD H N, di mana H ialah hidrogen) yang terbentuk dalam kitaran asid tricarboxylic memindahkan pasangan elektronnya ke oksigen. Namun pemindahan itu tidak berlaku secara langsung. Elektron dihantar "dari tangan ke tangan" dan, hanya selepas melalui rangkaian pembawa, mereka menyertai oksigen. "Rantaian pengangkutan elektron" ini terdiri daripada komponen berikut:

NADH H N ® Flavineninindinkleotid ® Coenzyme Q ®

® Cytochrome b ® Cytochrome c ® Cytochrome a ® O₂

Semua komponen sistem ini yang terdapat dalam mitokondria dipasang di ruang angkasa dan dihubungkan dengan satu sama lain. Seperti keadaan mereka memudahkan pemindahan elektron.

NAD mengandungi asid nikotinik (vitamin Niacin), dan flavin adenine dinucleotide mengandungi riboflavin (vitamin B₂). Coenzyme Q adalah quinone molekul tinggi yang disintesis dalam hati, dan cytochromes adalah tiga protein yang berlainan, masing-masing, seperti hemoglobin, mengandungi hemogroup.

Dalam rantaian pemindahan elektron bagi setiap pasangan elektron yang dipindahkan dari NAD H hingga O₂, 3 molekul ATP disintesis. Oleh kerana 12 pasang elektron dipisahkan dari setiap molekul glukosa dan dipindahkan ke molekul NAD, sejumlah 3 ґ 12 = 36 molekul ATP terbentuk setiap molekul glukosa. Proses pembentukan ATP semasa pengoksidaan dipanggil fosforilasi oksidatif.

Lipid sebagai sumber tenaga.

Asid lemak boleh digunakan sebagai sumber tenaga dengan cara yang sama seperti karbohidrat. Pengoksidaan asid lemak diteruskan oleh perpecahan berturut-turut fragmen bikarbon dari molekul asid lemak untuk membentuk asetil coenzyme A (acetyl CoA) dan pemindahan serentak dua pasang elektron ke rantai pemindahan elektron. Yang terhasil acetyl-CoA - komponen normal kitaran asid tricarboxylic, dan seterusnya nasib adalah berbeza daripada nasib acetyl-CoA dibekalkan metabolisme karbohidrat. Oleh itu, mekanisme sintesis ATP dalam pengoksidaan kedua-dua asid lemak dan metabolit glukosa hampir sama.

Jika badan haiwan menerima tenaga hampir sepenuhnya disebabkan oleh pengoksidaan asid lemak sahaja, dan ini berlaku, misalnya, semasa puasa atau diabetes mellitus, kadar pembentukan asetil-CoA melebihi kadar pengoksidaannya dalam kitaran asid tricarboxylic. Dalam kes ini, molekul tambahan asetil CoA bertindak balas antara satu sama lain, mengakibatkan pembentukan aseton acetoaset dan asid b-hidroksibutrik. Pengumpulan mereka adalah penyebab keadaan patologi, yang dipanggil. ketosis (sejenis asidosis), yang dalam diabetes yang teruk boleh menyebabkan koma dan kematian.

Penyimpanan tenaga.

Haiwan tidak makan secara teratur, dan tubuh mereka memerlukan entah bagaimana menyimpan tenaga yang terkandung dalam makanan, sumber yang karbohidrat dan lemak diserap oleh haiwan. Asid lemak boleh disimpan sebagai lemak neutral, sama ada di dalam hati atau dalam tisu adipose. Karbohidrat, dalam kuantiti yang banyak, dalam saluran gastrointestinal dihidrolisiskan kepada glukosa atau gula lain, yang kemudiannya diubah menjadi glukosa yang sama di dalam hati. Di sini, glikogen polimer gergasi disintesis dari glukosa dengan melampirkan residu glukosa antara satu sama lain dengan penghapusan molekul air (bilangan residu glukosa dalam molekul glikogen mencapai 30,000). Apabila terdapat keperluan untuk tenaga, glikogen disintegrates lagi kepada glukosa dalam tindak balas, produk yang mana adalah glukosa fosfat. Fosfat glukosa ini diarahkan kepada laluan glikolisis, suatu proses yang membentuk sebahagian daripada laluan untuk pengoksidaan glukosa. Di dalam hati, fosfat glukosa juga boleh menjalani hidrolisis, dan glukosa yang dihasilkan memasuki aliran darah dan disampaikan oleh darah ke sel-sel di bahagian-bahagian tubuh yang berlainan.

Sintesis lipid dari karbohidrat.

Jika jumlah karbohidrat yang diserap dari makanan pada satu masa adalah lebih tinggi daripada apa yang boleh disimpan dalam bentuk glikogen, maka karbohidrat yang berlebihan diubah menjadi lemak. Urutan tindak balas awal bertepatan dengan cara oksidatif biasa, iaitu Pada mulanya, asetil-CoA terbentuk daripada glukosa, tetapi asetil-CoA ini digunakan dalam sitoplasma sel untuk mensintesis asid lemak rantai panjang. Proses sintesis boleh digambarkan sebagai pembalikan proses pengoksidaan sel lemak biasa. Asid lemak kemudian disimpan sebagai lemak neutral (trigliserida) yang terkumpul di bahagian-bahagian tubuh yang berlainan. Apabila tenaga diperlukan, lemak neutral menjalani hidrolisis dan asid lemak memasuki darah. Di sini mereka diserap oleh molekul protein plasma (albumin dan globulin) dan kemudian diserap oleh sel-sel dari pelbagai jenis. Tidak ada mekanisme yang mampu mensintesis glukosa dari asid lemak pada haiwan, tetapi tumbuhan mempunyai mekanisme sedemikian.

Metabolisme lipid.

Lipid memasuki badan terutamanya dalam bentuk trigliserida asid lemak. Dalam usus bawah tindakan enzim pankreas mereka menjalani hidrolisis, produk yang diserap melalui sel-sel dinding usus. Di sini, lemak neutral baru disintesis dari mereka, yang memasuki darah melalui sistem limfa dan sama ada diangkut ke hati atau disimpan dalam tisu adipose. Ia telah ditunjukkan di atas bahawa asid lemak juga boleh disintesis daripada karbohidrat prekursor. Perlu diingat bahawa, walaupun kemasukan satu ikatan berganda dalam molekul asid lemak rantaian panjang (antara C-9 dan C-10) boleh berlaku dalam sel-sel mamalia, sel-sel ini tidak dapat termasuk ikatan berganda kedua dan ketiga. Oleh kerana asid lemak dengan dua dan tiga ikatan berganda memainkan peranan penting dalam metabolisme mamalia, mereka pada asasnya adalah vitamin. Oleh itu, linoleik (C_{18: 2}) dan linolenik (C_{18: 3}) Asid dipanggil asid lemak penting. Pada masa yang sama, dalam sel mamalia, ikatan rangkap keempat boleh dimasukkan ke dalam asid linolenik dan asid arakidonik boleh dibentuk dengan memanjangkan rantai karbon (C_{20: 4}), juga peserta yang diperlukan dalam proses metabolik.

Dalam proses sintesis lipid, residu asid lemak yang berkaitan dengan koenzim A (acyl-CoA) dipindahkan ke gliserofosfat, ester asid fosfat dan gliserol. Akibatnya, asid fosfatidik dibentuk - sebatian di mana satu kumpulan hidroksil gliserol dihidrogenkan dengan asid fosfat, dan dua kumpulan dengan asid lemak. Apabila lemak neutral dibentuk, asid fosforik dibuang oleh hidrolisis, dan asid lemak ketiga mengambil tempatnya sebagai tindak balas tindak balas dengan acil-CoA. Coenzyme A terbentuk daripada asid pantothenik (salah satu vitamin). Di dalam molekulnya ada kumpulan sulfhydryl (- SH) yang mampu bertindak balas dengan asid untuk membentuk thioesters. Apabila fosfolipid terbentuk, asid fosfatidic bertindak balas secara langsung dengan derivatif aktif salah satu daripada asas nitrogen, seperti kolin, etanolamine atau serine.

Dengan pengecualian vitamin D, semua steroid yang terdapat dalam badan haiwan (derivatif alkohol kompleks) mudah disintesis oleh badan itu sendiri. Ini termasuk kolesterol (kolesterol), asid hempedu, hormon seks lelaki dan wanita serta hormon adrenal. Dalam setiap kes, asetil CoA berfungsi sebagai bahan permulaan untuk sintesis: rangka karbon dari sebatian yang disintesis dibina dari kumpulan asetil dengan mengulangi pemeluwapan berulang.

PROTEIN METABOLISM

Sintesis Asid Amino

Tumbuh-tumbuhan dan kebanyakan mikroorganisma boleh hidup dan berkembang dalam persekitaran di mana hanya mineral, karbon dioksida dan air yang boleh didapati untuk pemakanan mereka. Ini bermakna bahawa semua organisma yang terdapat di dalamnya, organisma ini mensintesiskan diri mereka sendiri. Protein yang terdapat dalam semua sel hidup dibina daripada 21 jenis asid amino yang bergabung dalam urutan yang berlainan. Asid amino disintesis oleh organisma hidup. Dalam setiap kes, satu siri reaksi kimia membawa kepada pembentukan asid α-keto. Salah satu seperti α-ketoacid, iaitu a-ketoglutaric (komponen biasa kitaran asid tricarboxylic), terlibat dalam penetapan nitrogen mengikut persamaan berikut:

a - Ketoglutaric acid + NH₃ + OVER CH N ®

® Asid glutamik + NAD.

Nitrogen asid glutamat kemudiannya boleh dipindahkan ke mana-mana asid α-keto yang lain untuk membentuk asid amino yang sepadan.

Tubuh manusia dan kebanyakan haiwan lain mengekalkan keupayaan untuk mensintesis semua asid amino dengan pengecualian sembilan yang dipanggil. asid amino penting. Oleh kerana ketoacid sepadan dengan sembilan ini tidak disintesis, asid amino penting mesti berasal dari makanan.

Sintesis protein.

Asid amino diperlukan untuk biosintesis protein. Proses biosintesis biasanya dilakukan seperti berikut. Dalam sitoplasma sel, setiap asid amino "diaktifkan" dalam tindak balas dengan ATP, dan kemudian dilampirkan pada kumpulan terminal molekul asid ribonucleic khusus untuk asid amino tertentu ini. Molekul kompleks ini mengikat kepada badan kecil, yang dipanggil. ribosom, pada kedudukan yang ditentukan oleh molekul asid ribonucleik yang lebih lama yang melekat pada ribosom. Selepas semua molekul kompleks ini diselaraskan dengan baik, ikatan antara asid amino asli dan asid ribonukleat dipecahkan dan ikatan antara asid amino jiran timbul - protein tertentu disintesis. Proses biosintesis membekalkan protein bukan sahaja untuk pertumbuhan organisma atau untuk rembesan ke medium. Semua protein sel hidup akhirnya mereput kepada asid amino penyusunnya, dan untuk mengekalkan kehidupan, sel-sel mesti disintesis semula.

Sintesis sebatian nitrogen yang lain.

Dalam mamalia, asid amino digunakan bukan sahaja untuk biosintesis protein, tetapi juga sebagai bahan permulaan untuk sintesis sebatian yang mengandungi nitrogen. Tyrrosine asid amino adalah pendahulu hormon adrenalin dan noradrenalin. Glycine asid amino yang paling mudah adalah bahan permulaan untuk biosintesis purin yang membentuk asid nukleik, dan porphyrin yang membentuk cytochromes dan hemoglobin. Aspartik asid adalah pelopor asid nukleid pyrimidine. Kumpulan methion metionin dihantar ke sebilangan sebatian lain semasa biosintesis creatine, choline, dan sarkosin. Semasa biosintesis creatine, kumpulan arginine guanidine juga dipindahkan dari satu kompaun ke yang lain. Tryptophan berfungsi sebagai pelopor asid nikotinik, dan vitamin seperti asid pantothenik disintesis dari valine dalam tumbuhan. Semua ini hanya beberapa contoh penggunaan asid amino dalam proses biosintesis.

Nitrogen, yang diserap oleh mikroorganisma dan tumbuhan yang lebih tinggi dalam bentuk ion ammonium, dibelanjakan hampir sepenuhnya pada pembentukan asid amino, yang mana banyak sebatian makhluk hidup yang mengandungi nitrogen kemudian disintesis. Tanaman dan mikroorganisma tidak menyerap lebihan nitrogen. Sebaliknya, pada haiwan, jumlah nitrogen yang diserap bergantung pada protein yang terkandung dalam makanan. Semua nitrogen memasuki badan dalam bentuk asid amino dan tidak dimakan dalam proses biosintesis, agak cepat dikeluarkan dari tubuh dengan air kencing. Ia berlaku seperti berikut. Di dalam hati, asid amino yang tidak digunakan memindahkan nitrogen mereka sebagai asid ketoglutarik untuk membentuk asid glutamat, yang telah diaminasi, melepaskan amonia. Tambahan pula, nitrogen ammonia boleh disimpan sementara oleh sintesis glutamin, atau dengan segera digunakan untuk sintesis urea yang mengalir di hati.

Glutamin mempunyai peranan lain. Ia boleh dihidrolisiskan di buah pinggang untuk melepaskan ammonia, yang memasuki air kencing sebagai pertukaran ion natrium. Proses ini sangat penting sebagai satu cara untuk mengekalkan keseimbangan asid-base dalam badan haiwan. Hampir semua amonia, yang berasal daripada asid amino dan, mungkin, dari sumber lain, diubah menjadi urea di hati, sehingga biasanya tidak ada ammonia bebas dalam darah. Walau bagaimanapun, dalam beberapa keadaan, air kencing mengandungi jumlah ammonia yang agak ketara. Ammonia ini terbentuk dalam buah pinggang dari glutamin dan masuk ke dalam air kencing sebagai pertukaran ion-ion natrium, yang kemudiannya diserap dan disimpan di dalam badan. Proses ini dipertingkatkan dengan perkembangan asidosis, suatu keadaan di mana badan memerlukan jumlah tambahan natrium kation untuk mengikat lebihan ion bikarbonat dalam darah.

Jumlah pirimidin yang berlebihan juga dibubarkan dalam hati melalui satu siri tindak balas di mana ammonia dibebaskan. Bagi purin, kelebihan mereka mengalami pengoksidaan dengan pembentukan asid urik, yang dikumuhkan dalam air kencing manusia dan primata lain, tetapi tidak dalam mamalia lain. Dalam burung, tidak ada mekanisme untuk sintesis urea, dan ia adalah asid urik, dan bukan urea, iaitu produk akhir mereka dari pertukaran semua senyawa yang mengandung nitrogen.

Asid nukleik.

Struktur dan sintesis dari sebatian nitrogen ini dijelaskan secara terperinci dalam artikel ACIDS NUCLEIC.

PERWAKILAN UMUM BAHAN METABOLISM-ORGANIK

Anda boleh merumuskan beberapa konsep umum, atau "peraturan" yang berkaitan dengan metabolisme. Berikut adalah beberapa "peraturan" utama untuk memahami dengan lebih baik bagaimana metabolisme diteruskan dan dikawal.

1. Laluan metabolik tidak dapat dipulihkan. Pembusukan tidak pernah mengikuti jalan yang semata-mata akan menjadi pembalikan reaksi fusi. Ia melibatkan enzim lain dan perantaraan lain. Selalunya proses yang diarahkan secara bertentangan berlaku di dalam ruang sel yang berlainan. Oleh itu, asid lemak disintesis dalam sitoplasma dengan penyertaan satu set enzim, dan teroksidasi dalam mitokondria dengan penyertaan set yang sama sekali berbeza.

2. Enzim dalam sel hidup adalah cukup supaya semua tindak balas metabolik yang diketahui dapat berjalan lebih cepat daripada yang biasanya diperhatikan di dalam tubuh. Oleh itu, terdapat beberapa mekanisme pengawalseliaan dalam sel. Membuka pelbagai jenis mekanisme sedemikian.

a) Faktor yang mengehadkan kadar transformasi metabolik suatu bahan tertentu mungkin pengambilan bahan ini ke dalam sel; dalam kes ini, peraturan diarahkan tepat pada proses ini. Sebagai contoh, peranan insulin berkaitan dengan hakikat bahawa ia seolah-olah memudahkan penembusan glukosa ke semua sel, sementara glukosa menjalani transformasi dengan kelajuan yang dibekalkan. Begitu juga, penembusan besi dan kalsium dari usus ke dalam darah bergantung kepada proses, kelajuannya dikawal.

b) Bahan adalah jauh dari bebas untuk bergerak dari satu ruang sel ke yang lain; Terdapat bukti bahawa pemindahan intraselular dikawal oleh beberapa hormon steroid.

c) Dua jenis "maklum balas negatif" servomechanisms telah dikenalpasti.

Dalam bakteria, contohnya didapati bahawa kehadiran produk tindak balas tindak balas, seperti asid amino, menghalang biosintesis salah satu enzim yang diperlukan untuk pembentukan asid amino ini.

Dalam setiap kes, enzim, biosintesis yang terjejas, bertanggungjawab untuk peringkat pertama "penentuan" (reaksi 4 dalam skema) laluan metabolik yang membawa kepada sintesis asid amino ini.

Mekanisme kedua dipelajari dengan baik dalam mamalia. Ini adalah penghalang mudah oleh produk akhir (dalam kes kita, asid amino) enzim yang bertanggungjawab untuk peringkat pertama "penentuan" laluan metabolik.

Satu lagi jenis peraturan dengan tindak balas bertindak dalam kes-kes di mana pengoksidaan kitaran asid tricarboxylic intermediates dikaitkan dengan pembentukan ATP dari ADP dan fosfat semasa fosforilasi oksidatif. Jika keseluruhan stok fosfat dan / atau ADP dalam sel sudah habis, pengoksidaan berhenti dan boleh disambung semula selepas rizab ini menjadi cukup lagi. Oleh itu, pengoksidaan, yang bermaksud untuk membekalkan tenaga berguna dalam bentuk ATP, hanya berlaku apabila sintesis ATP adalah mungkin.

3. Sejumlah blok bangunan yang agak kecil terlibat dalam proses biosintetik, yang masing-masing digunakan untuk mensintesis sebatian banyak. Antaranya adalah asetil aseten A, gliserol fosfat, glisin, karbohil fosfat, yang membekalkan karbamil (H₂N - kumpulan CO, derivatif asid folat yang berfungsi sebagai sumber kumpulan hydroxymethyl dan formyl, S-adenosylmethionine - sumber kumpulan metil, asid glutamik dan aspartik, yang membekalkan kumpulan amino, dan akhirnya, glutamin - sumber kumpulan amida. Dari jumlah komponen yang agak kecil ini dibina semua pelbagai sebatian yang kita dapati dalam organisma hidup.

4. Sebatian organik sederhana jarang menyertai reaksi metabolik secara langsung. Biasanya mereka mesti terlebih dahulu "diaktifkan" dengan melampirkan kepada salah satu daripada sejumlah sebatian yang digunakan secara universal dalam metabolisme. Sebagai contoh, glukosa hanya boleh menjalani pengoksidaan selepas ia telah diesterifikasi dengan asid fosforik, untuk perubahan lain, ia mesti diesterifikasi dengan uridine diphosphate. Asid lemak tidak boleh terlibat dalam transformasi metabolik sebelum membentuk ester dengan coenzyme A. Setiap aktivator ini sama ada berkaitan dengan salah satu nukleotida yang membentuk asid ribonukleat, atau berasal dari beberapa jenis vitamin. Ia mudah difahami dalam hubungan ini mengapa vitamin diperlukan dalam kuantiti yang kecil. Mereka dibelanjakan untuk pembentukan "koenzim", dan setiap molekul koenzim digunakan banyak kali sepanjang hayat organisma, tidak seperti nutrien asas (contohnya, glukosa), setiap molekul yang digunakan sekali sahaja.

Kesimpulannya, istilah "metabolisme", yang sebelum ini tidak bermakna lebih rumit daripada hanya menggunakan karbohidrat dan lemak dalam badan, kini digunakan untuk merujuk kepada beribu-ribu reaksi enzimatik, keseluruhan set yang boleh diwakili sebagai rangkaian besar jalur metabolik yang berpotongan berkali-kali ( disebabkan adanya produk perantaraan umum) dan dikawal oleh mekanisme pengawalan yang sangat halus.

METABOLISM BAHAYA MINERAL

Kandungan relatif.

Unsur-unsur yang terdapat dalam organisma hidup disenaraikan di bawah dalam urutan menurun bergantung kepada kandungan relatif mereka: 1) oksigen, karbon, hidrogen dan nitrogen; 2) kalsium, fosforus, kalium dan sulfur; 3) natrium, klorin, magnesium dan besi; 4) mangan, tembaga, molibdenum, selenium, iodin dan zink; 5) aluminium, fluorin, silikon dan litium; 6) bromin, arsenik, plumbum, dan mungkin beberapa orang lain.

Oksigen, karbon, hidrogen dan nitrogen adalah unsur-unsur yang membentuk tisu-tisu lembut badan. Mereka adalah sebahagian daripada sebatian seperti karbohidrat, lipid, protein, air, karbon dioksida dan ammonia. Item yang disenaraikan dalam klausa 2 dan 3, berada dalam tubuh biasanya dalam bentuk satu atau lebih sebatian tak organik, dan unsur-unsur nn. 4, 5 dan 6 hadir hanya dalam jumlah surih dan oleh itu mereka dipanggil microelements.

Pengagihan di dalam badan.

Kalsium.

Kalsium terdapat terutamanya dalam tisu tulang dan gigi, terutamanya dalam bentuk fosfat dan dalam kuantiti kecil dalam bentuk karbonat dan fluorida. Kalsium dibekalkan dengan makanan diserap terutamanya di bahagian atas usus, yang mempunyai reaksi asid lemah. Vitamin D menyumbang kepada penyerapan ini (pada manusia, hanya 20-30% kalsium diserap dalam makanan). Di bawah tindakan vitamin D, sel usus menghasilkan protein khusus yang mengikat kalsium dan memudahkan pemindahannya melalui dinding usus ke dalam darah. Penyerapan juga dipengaruhi oleh kehadiran beberapa bahan lain, terutama fosfat dan oksalat, yang dalam jumlah kecil mempromosikan penyerapan, dan secara besarnya, sebaliknya, menindasnya.

Dalam darah, kira-kira separuh daripada kalsium terikat kepada protein, selebihnya adalah ion kalsium. Nisbah bentuk terionisasi dan tidak terioni bergantung pada jumlah kepekatan kalsium dalam darah, serta kandungan protein dan fosfat dan kepekatan ion hidrogen (pH darah). Perkadaran kalsium yang tidak terionisasi, yang dipengaruhi oleh tahap protein, memungkinkan untuk secara tidak langsung menilai kualiti pemakanan dan kecekapan hati, di mana protein plasma disintesis.

Jumlah kalsium terionisasi dipengaruhi oleh vitamin D dan faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan, dan yang lain oleh hormon paratiroid dan, mungkin juga vitamin D, kerana kedua-dua zat ini mengawal kedua-dua kadar pemendapan kalsium dalam tisu tulang dan penggeraknya jadi. mencuci dari tulang. Hormon parathyroid yang berlebihan merangsang pelepasan kalsium dari tisu tulang, yang membawa kepada peningkatan kepekatannya dalam plasma. Dengan mengubah kadar penyerapan dan perkumuhan kalsium dan fosfat, serta kadar pembentukan tisu tulang dan pemusnahannya, mekanisme ini secara ketat mengawal kepekatan kalsium dan fosfat dalam serum darah. Ion kalsium memainkan peranan pengawalseliaan dalam banyak proses fisiologi, termasuk tindak balas saraf, penguncupan otot, pembekuan darah. Pengekstrak kalsium dari badan biasanya berlaku (2/3) melalui hempedu dan usus dan lebih rendah (1/3) melalui buah pinggang.

Fosforus.

Metabolisme fosforus - salah satu komponen utama tisu tulang dan gigi - bergantung kepada faktor yang sama seperti metabolisme kalsium. Fosforus dalam bentuk fosfat juga terdapat di dalam tubuh dalam beratus-ratus ester organik fisiologi yang berbeza. Hormon parathyroid merangsang ekskresi fosforus dalam air kencing dan pelepasannya dari tisu tulang; dengan itu ia mengawal kepekatan fosforus dalam plasma darah.

Natrium.

Natrium, kation utama cecair ekstraselular, bersama dengan protein, klorida dan bikarbonat, memainkan peranan penting dalam mengawal tekanan osmotik dan pH (kepekatan ion hidrogen) darah. Sebaliknya, sel mengandungi natrium yang sangat sedikit, kerana ia mempunyai mekanisme untuk mengeluarkan ion natrium dan menangkap ion kalium. Semua natrium yang melebihi keperluan badan, dengan cepat dikeluarkan melalui buah pinggang.

Oleh kerana natrium hilang dalam semua proses perkumuhan, ia mesti sentiasa ditelan dengan makanan. Dalam asidosis, apabila perlu bahawa kuantiti besar anion (contohnya, klorida atau acetoacetate) dikeluarkan dari tubuh, buah pinggang mencegah kehilangan natrium yang berlebihan akibat pembentukan amonia dari glutamin. Penguraian natrium melalui ginjal dikawal oleh hormon adrenal aldosterone adrenal. Di bawah tindakan hormon ini, cukup natrium dikembalikan ke darah untuk mengekalkan tekanan osmotik yang normal dan jumlah bendalir luar biasa.

Keperluan harian untuk natrium klorida adalah 5-10 g. Nilai ini meningkat dengan penyerapan kuantiti besar cecair, apabila peningkatan peluh dan lebih banyak air kencing dikeluarkan.

Kalium.

Tidak seperti natrium, kalium ditemui dalam sel dalam kuantiti yang banyak, tetapi ia adalah rendah dalam cecair ekstraselular. Fungsi utama kalium adalah untuk mengawal tekanan osmotik intraselular dan mengekalkan keseimbangan asid-asas. Ia juga memainkan peranan penting dalam menjalankan impuls saraf dan dalam banyak sistem enzim, termasuk mereka yang terlibat dalam penguncupan otot. Kalium diagihkan secara meluas dalam alam semula jadi, dan ia banyak terdapat di mana-mana makanan, supaya kekurangan kalium secara spontan tidak dapat berlaku. Dalam plasma, kepekatan kalium dikawal oleh aldosteron, yang merangsang ekskresi dalam air kencing.

Dengan makanan, sulfur memasuki tubuh terutamanya sebagai sebahagian daripada dua asid amino - sistein dan metionin. Pada peringkat akhir metabolisme asid amino, sulfur dibebaskan dan akibat pengoksidaan ditukar menjadi bentuk anorganik. Dalam komposisi cystine dan methionine, sulfur terdapat dalam protein struktur. Kumpulan sulfhydryl (-SH) cysteine, di mana aktiviti enzim banyak bergantung, juga memainkan peranan penting.

Kebanyakan sulfur diekskresikan dalam air kencing sebagai sulfat. Sebilangan kecil sulfat yang dikumuhkan biasanya dikaitkan dengan sebatian organik seperti fenol.

Magnesium.

Metabolisme magnesium adalah sama dengan metabolisme kalsium, dan dalam bentuk kompleks dengan fosfat, elemen ini juga menjadi sebahagian daripada tisu tulang. Magnesium terdapat dalam semua sel hidup, di mana ia berfungsi sebagai komponen yang diperlukan dalam banyak sistem enzim; Peranan ini meyakinkan oleh contoh metabolisme karbohidrat dalam otot. Magnesium, seperti kalium, diedarkan secara meluas, dan kemungkinan kegagalannya adalah sangat kecil.

Besi

Besi adalah komponen hemoglobin dan hemoprotein lain, iaitu myoglobin (hemoglobin otot), cytochromes (enzim pernafasan) dan catalase, serta dalam beberapa enzim yang tidak mengandungi hemogroup. Besi diserap di bahagian atas usus, dan ini adalah satu-satunya elemen yang diserap hanya apabila bekalannya dalam tubuh sepenuhnya habis. Dalam plasma, besi diangkut bersama dengan protein (transferrin). Besi tidak dikeluarkan melalui buah pinggang; kelebihannya berkumpul di hati bersamaan dengan protein khas (ferritin).

Elakkan unsur-unsur

Setiap unsur jejak yang terdapat di dalam badan mempunyai fungsi tersendiri, yang berkaitan dengan fakta bahawa ia merangsang tindakan ini atau enzim itu atau dengan cara lain mempengaruhinya. Zink diperlukan untuk penghabluran insulin; Di samping itu, ia adalah komponen anhidrif karbonik (enzim yang terlibat dalam pengangkutan karbon dioksida) dan beberapa enzim lain. Molybdenum dan tembaga juga merupakan komponen penting dalam pelbagai enzim. Iodin diperlukan untuk sintesis triiodothyronine, hormon tiroid. Fluorida (termasuk dalam enamel gigi) membantu mencegah kerosakan gigi.

PENGGUNAAN METABOLIT

Karbohidrat.

Suction

Monosakarida, atau gula mudah, dikeluarkan semasa pencernaan karbohidrat makanan, dipindahkan dari usus ke aliran darah akibat proses yang dipanggil sedutan. Mekanisme sedutan adalah kombinasi penyebaran mudah dan tindak balas kimia (sedutan aktif). Salah satu hipotesis mengenai sifat fasa kimia dalam proses ini menunjukkan bahawa dalam fasa monosakarida ini bergabung dengan asid fosfat dalam tindak balas yang dipangkin oleh enzim dari kumpulan kinase, selepas itu mereka menembusi ke dalam saluran darah dan di sini dibebaskan akibat dephosphorylation enzimatik (pecahan ikatan fosfat) salah satu fosfatase. Ia disebabkan oleh penyerapan aktif bahawa monosakarida berbeza diserap pada kelajuan yang berbeza dan karbohidrat diserap walaupun paras gula darah lebih tinggi daripada di usus, iaitu. dalam keadaan di mana ia adalah wajar untuk mengharapkan mereka bergerak ke arah yang bertentangan - dari darah ke dalam usus.

Mekanisme homeostasis.

Monosakarida yang memasuki aliran darah meningkatkan tahap gula darah. Apabila berpuasa, kepekatan glukosa dalam darah biasanya berkisar antara 70 hingga 100 mg setiap 100 ml darah. Tahap ini dikekalkan melalui mekanisme yang dipanggil homeostasis (penstabilan diri) mekanisme. Sebaik sahaja tahap gula di dalam darah meningkat akibat penyerapan dari usus, proses-proses yang membawa gula keluar dari darah akan berkuat kuasa, sehingga tahapnya tidak terlalu bervariasi.

Seperti glukosa, semua monosakarida lain datang dari aliran darah ke hati, di mana ia diubah menjadi glukosa. Sekarang mereka tidak dapat dibezakan dari kedua-dua glukosa, yang diserap, dan dari yang sudah ada di dalam badan, dan menjalani transformasi metabolik yang sama. Salah satu mekanisme homeostasis karbohidrat yang berfungsi di hati adalah glikogenesis, dengan cara yang glukosa dipindahkan dari darah ke sel, di mana ia ditukar menjadi glikogen. Glikogen disimpan di dalam hati sehingga penurunan kadar gula darah berlaku: dalam keadaan ini, mekanisme homeostatik akan menyebabkan pecahan glikogen terkumpul ke glukosa, yang sekali lagi memasuki darah.

Transformasi dan penggunaan.

Oleh kerana bekalan darah glukosa kepada semua tisu badan dan semua tisu menggunakannya untuk tenaga, tahap glukosa dalam darah berkurangan terutamanya disebabkan penggunaannya.

Dalam otot, glukosa darah ditukar kepada glikogen. Walau bagaimanapun, glikogen otot tidak boleh digunakan untuk menghasilkan glukosa, yang akan masuk ke dalam darah. Ia mengandungi bekalan tenaga, dan kelajuan penggunaannya bergantung kepada aktiviti otot. Tisu otot mengandungi dua senyawa dengan bekalan tenaga yang tersedia dalam bentuk ikatan fosfat yang kaya dengan tenaga - creatine phosphate dan adenosine triphosphate (ATP). Apabila kumpulan fosfat dibuang dari sebatian ini, tenaga dilepaskan untuk penguncupan otot. Agar otot untuk kontrak lagi, sebatian ini mesti dipulihkan kepada bentuk asalnya. Ini memerlukan tenaga, yang dibekalkan oleh pengoksidaan produk pecahan glikogen. Dengan pengecutan otot, glikogen ditukar kepada glukosa fosfat, dan kemudian, melalui satu siri tindak balas, kepada fruktosa diphosphat. Fruktosa diphosphat terbahagi kepada dua senyawa tiga-karbon, di mana, selepas beberapa langkah, asid piruvat dibentuk terlebih dahulu, dan akhirnya asid laktik, seperti yang telah disebutkan dalam perihalan metabolisme karbohidrat. Penukaran glikogen ini kepada asid laktik, disertai dengan pembebasan tenaga, boleh berlaku jika tiada oksigen.

Dengan kekurangan oksigen, asid laktik berkumpul di dalam otot, meresap ke dalam aliran darah dan memasuki hati, di mana glikogen dibentuk semula. Sekiranya terdapat oksigen yang cukup, asid laktik tidak terkumpul di dalam otot. Sebaliknya, seperti yang dinyatakan di atas, ia teroksida sepenuhnya melalui kitaran asid tricarboxylic kepada karbon dioksida dan air untuk membentuk ATP, yang boleh digunakan untuk pengurangan.

Metabolisme karbohidrat dalam tisu saraf dan eritrosit berbeza dari metabolisme pada otot-otot dalam glikogen yang tidak terlibat di sini. Walau bagaimanapun, di sini pula, produk perantaraan adalah asid piruvat dan laktik, yang terbentuk semasa pemisahan glukosa fosfat.

Glukosa digunakan bukan sahaja dalam pernafasan selular, tetapi juga dalam banyak proses lain: sintesis laktosa (gula susu), pembentukan lemak, serta gula khas yang membentuk polisakarida tisu penghubung dan beberapa tisu lain.

Glikogen hati, disintesis oleh penyerapan karbohidrat dalam usus, adalah sumber glukosa yang paling mudah dicapai apabila penyerapan tidak hadir. Jika sumber ini habis, proses glukoneogenesis bermula di hati. Glukosa terbentuk daripada beberapa asid amino (daripada 100 g protein 58 g glukosa terbentuk) dan beberapa sebatian bukan karbohidrat lain, termasuk dari residu gliserol lemak netral.

Sesetengah, walaupun tidak begitu penting, peranan dalam metabolisme karbohidrat adalah buah pinggang. Mereka mengeluarkan kelebihan glukosa dari badan apabila kepekatannya dalam darah terlalu tinggi; pada kepekatan yang lebih rendah, glukosa tidak dapat dikumuhkan.

Beberapa hormon terlibat dalam mengawal metabolisme karbohidrat, termasuk hormon pankreas, kelenjar pituitari anterior dan korteks adrenal.

Insulin hormon pankreas mengurangkan kepekatan glukosa dalam darah dan meningkatkan kepekatannya dalam sel-sel. Rupa-rupanya, ia juga merangsang penyimpanan glikogen dalam hati. Kortikosteron, hormon korteks adrenal, dan adrenalin, yang dihasilkan oleh medulla adrenal, mempengaruhi metabolisme karbohidrat, merangsang pemecahan glikogen (terutamanya dalam otot dan hati) dan sintesis glukosa (dalam hati).

Lipid.

Suction

Dalam usus selepas pencernaan lemak, asid lemak bebas biasanya kekal dengan campuran kecil kolesterol dan lesitin dan jejak vitamin larut lemak. Semua bahan-bahan ini sangat disebarkan dengan baik kerana tindakan emulsifying dan solubilizing garam hempedu. Tindakan solubilisasi biasanya dikaitkan dengan pembentukan sebatian kimia yang tidak stabil antara asid lemak dan garam hempedu. Kompleks ini menembusi sel-sel epitel dalam usus kecil dan di sini memecah masuk ke dalam asid lemak dan garam hempedu. Yang terakhir dipindahkan ke hati dan disegel semula dari hempedu, dan asid lemak masuk ke kombinasi dengan gliserol atau kolesterol. Lemak yang dihasilkan semula dimasukkan ke dalam saluran limfa mesentery dalam bentuk jus susu, apa yang dipanggil. "Hilusa." Dari kapal mesenterium, hibrida memasuki sistem peredaran darah melalui sistem limfa melalui saluran toraks.

Selepas mencerna makanan, kandungan lipid dalam darah meningkat dari kira-kira 500 mg (tahap puasa) hingga 1000 mg setiap 100 ml plasma. Lipid yang terdapat dalam darah adalah campuran asid lemak, lemak neutral, fosfolipid (lecithin dan kefalin), ester kolesterol dan kolesterol.

Pengedaran

Darah menyampaikan lipid kepada pelbagai tisu badan dan terutama pada hati. Hati mempunyai keupayaan untuk mengubah suai asid lemak memasukinya. Ini terutama disebut dalam lemak penyimpanan spesies yang mempunyai kandungan asid lemak tak jenuh atau sebaliknya yang tinggi: dalam hati haiwan ini, nisbah asid tepu dan tak jenuh berubah sedemikian rupa sehingga lemak yang disimpan adalah sesuai dengan lemak yang terdapat dalam organisma ini.

Lemak di hati sama ada digunakan untuk tenaga, atau dipindahkan ke darah dan dihantar ke tisu yang berbeza. Di sini mereka boleh dimasukkan ke dalam unsur-unsur struktur tisu, tetapi kebanyakannya didepositkan di depot lemak, di mana ia disimpan sehingga keperluan untuk tenaga timbul; maka mereka sekali lagi dipindahkan ke hati dan teroksida di sini.

Metabolisme lipid, seperti karbohidrat, diatur secara homostatik. Mekanisme homeostasis yang mempengaruhi metabolisme lipid dan karbohidrat, nampaknya berkait rapat, kerana metabolisme karbohidrat perlahan meningkatkan metabolisme lipid, dan sebaliknya.

Transformasi dan penggunaan.

Asid empat empat - aseton acetoasetetik (produk pemeluwuran dua unit asetat) dan b -hidroksibutrikrik - dan tiga-karbon aseton kompaun, yang terbentuk apabila satu atom karbon dipotong daripada aseton acetoasetik, secara kolektif dikenali sebagai badan keton (aseton). Biasanya, badan keton berada dalam darah dalam kuantiti yang kecil. Pembentukan berlebihan mereka dalam kencing manis yang teruk membawa kepada peningkatan kandungan mereka dalam darah (ketonemia) dan dalam urin (ketonuria) - keadaan ini ditetapkan oleh istilah "ketosis".

Tupai.

Suction

Apabila mencerna protein dengan enzim pencernaan, campuran asid amino dan peptida kecil yang mengandungi dua hingga sepuluh residu asid amino terbentuk. Produk ini diserap oleh mukosa usus, dan di sini hidrolisis telah selesai - peptida juga memecah masuk ke dalam asid amino. Asid amino yang memasuki darah bercampur dengan asid amino yang sama di sini. Darah mengandungi campuran asid amino dari usus, terbentuk semasa pecahan protein tisu dan disintesis oleh badan sekali lagi.

Sintesis

Dalam tisu, pecahan protein dan neoplasma mereka sedang berlangsung. Asid amino yang terkandung dalam darah diserap secara serentak oleh tisu sebagai bahan permulaan untuk membina protein, dan asid amino lain memasuki darah dari tisu. Bukan sahaja protein struktur, tetapi juga protein plasma, serta hormon protein dan enzim, tertakluk kepada sintesis dan kerosakan.

Dalam organisma dewasa, asid amino atau protein hampir tidak disimpan, oleh itu penyingkiran asid amino dari darah berlaku pada kadar yang sama seperti kemasukan mereka dari tisu ke dalam darah. Dalam organisma yang semakin meningkat, tisu-tisu baru terbentuk, dan proses ini mengambil lebih banyak asid amino daripada memasuki darah akibat pecahan protein tisu.

Hati terlibat dalam metabolisme protein dengan cara yang paling aktif. Di sini, protein plasma darah disintesis - albumin dan globulin - serta enzim hati sendiri. Oleh itu, dengan kehilangan protein plasma, kandungan albumin dalam plasma dipulihkan - kerana sintesis intensif - agak cepat. Asid amino dalam hati tidak hanya digunakan untuk pembentukan protein, tetapi juga dipecahkan, di mana tenaga yang terkandung di dalamnya diekstrak.

Transformasi dan penggunaan.

Jika asid amino digunakan sebagai sumber tenaga, kumpulan amino (-NH₂) dihantar ke pembentukan urea, dan residu bebas nitrogen molekul dioksidakan dalam kira-kira cara yang sama seperti glukosa atau asid lemak.

Apa yang dipanggil "kitaran ornithine" menerangkan bagaimana ammonia ditukar kepada urea. Dalam kitaran ini, kumpulan amino, yang dipisahkan daripada asid amino dalam bentuk ammonia, dilampirkan bersama-sama dengan karbon dioksida ke molekul ornithine untuk membentuk citrulline. Citrulline menambah atom nitrogen kedua, kali ini dari asid aspartik, dan ditukar kepada arginin. Seterusnya, arginin dihidrolisiskan untuk membentuk urea dan ornithine. Ornithine kini boleh memasukkan semula kitaran, dan urea dikeluarkan dari badan melalui buah pinggang sebagai salah satu produk akhir metabolisme. Lihat juga hormon; ENZYME; FATS DAN MINYAK; NUCLEIC ACIDS; PROTEINS; VITAMINS.

Leninger A. Asas biokimia, vol. 1-3. M., 1985
Streier L. Biokimia, vol. 1-3. M., 1985
Murray R., Grenner D., Meies P., Rodwell V. Biokimia manusia, vol. 1-2. M., 1993
Biologi sel Alberts, B., Bray, D., Luce, D., et al. Molecular Biology, vols. 1-3. M., 1994