METABOLISM: Hvad er det, og hvordan man kan forbedre det

Metabolisme er en proces med kemiske transformationer af næringsstoffer, der kommer ind i vores kroppe. Metabolisme i enkle ord er, når kroppen bryder ned den mad, som vi har forbrugt i små komponenter og bygger nye molekyler af vores krop ud af dem.

Udtrykket Metabolisme blev dannet ud fra det græske ord "Metabole", som oversættes som "forandring" eller "transformation". Alt for meget indeholder dette ord i sig selv - og hormonale træk og egenskaber i kroppen og den direkte afhængighed af kroppen på antallet af kalorier du forbruger. Derfor, for at afklare, lad os håndtere alt i orden.

Hvad er stofskifte og hvordan man gør det bedre

Først og fremmest bør de, der beskæftiger sig med "kompetent" vægttab, tænke på stofskiftet. Tale groft, men forståeligt nok er stofskifte en slags ovn, hvis magt bestemmer hastigheden for at forbrænde vores kalorier. Et højt niveau af stofskifte virker vidundere generelt - det reducerer mængden af ​​hadede kalorier til en sådan tilstand, at kroppen begynder at fodre på sine egne reserver. Så går fedtet.

Hvad er stofskiftet?

RMR (Resting Metabolic Rate) - Antallet af kalorier, som er nok til at understøtte kroppens vitale funktioner. For hver enkelt person er denne indikator individuel - det er en ren genetisk virkelighed.

Den næste væsentlige del af metabolisme er kropsmasse og muskelmasse. Her er der en direkte afhængighed af den ene på den anden - højere muskelmasse - højere metabolisme og omvendt. Hvorfor ville det? Ja, kun et halvt kilo muskel "ødelægger" 35-50 kalorier om dagen. Den samme mængde fedt sparer kun 5-10 kalorier.

Komponent nummer 3 - din skjoldbruskkirtel. Derfor er værdifulde råd til dem, der er over 30, det er fornuftigt at gå til lægen og passere alle test for hormoner + ultralyd af skjoldbruskkirtlen. At den har en direkte fusion om metabolisme og fedtforbrænding.

Anabolisme og katabolisme

To lige vigtige begreber direkte relateret til sund metabolisme.

Anabolisme - et sæt kemiske processer ansvarlige for væv, celler i din krop, deres udvikling og til syntese af aminosyrer.

Katabolisme - opdeling af fødevaremolekyler til deres efterfølgende transformation i din kropps energi.

Det er den energi, der stammer fra katabolisme, der er nødvendig for organismens fulde liv.

Så hvordan bruger du virkelig din indbyggede fedtforbrænder i den rigtige retning? Ja, alting er generelt ikke svært.

Den indledende fase - står foran spejlet, vurder dig selv objektivt og bestemme typen af ​​din kropsbygning - dette er, hvad stofskiftet er direkte forbundet med og faktisk det første skridt til at begynde at styre din egen fedtforbrændingsmaskine.

Vi er alle forskellige, men de fleste forskere er enige om tre typer strukturer af menneskelige kroppe:

ectomorphy

Den har en lille krop;

Brystets form er flad;

Muskelmasse er ret svært at vinde;

Meget hurtig metabolisme.

Hvis du er den "skinny" ectomorph, så er der behov for at indtage et stort antal kalorier. Og her er der en lille utvivlsomt glæde - det er nødvendigt for ektomorf at spise før sengetid for at deaktivere katabolismeprocesserne. Næsten al fysisk anstrengelse i ektomorfer bør rettes mod specifikke muskelgrupper. Det ville være rart at bruge sports kosttilskud.

mesomorph

Bygningen er atletisk, atletisk;

Kropsform er rektangulær;

Mesomorphs er normalt meget stærke;

Oplever ikke problemer med at opbygge muskler;

Kan opleve problemer med overvægt.

Har ikke problemer med muskelopbygning samt opbygning af overskydende fedt. Dette er ikke godt - skal du altid sørge for at spise og i hvilken mængde. Det vil sige, at for mesomorferne er en veludvalgt diæt afgørende. Der kan heller ikke gøres uden regelmæssig cardio.

endomorph

Runde figur af figuren;

Og muskel og fedtmasse vokser, som de siger, "med et slag";

Har problemer med at tabe sig

Den vigtigste ting for endomorphs er protein kost beregnet ud fra kalorier + regelmæssig cardio træning - løb, cykling og gå.

Den næste fase er at håndtere de begreber, der følger af ovenstående - hurtig og langsom metabolisme.

Langsom metabolisme - udtrykt i høj appetit og manglende ønske om at bevæge sig og engagere sig i aktiv sport. Her er det først og fremmest vigtigt at ændre kost og spisevaner generelt. Herefter vil resultatet være lettere at opretholde fysisk aktivitet.

Hurtig metabolisme - tværtimod er udtrykt i ønsket om at spise mindre og flytte mere. Sådanne mennesker er ofte trist af det faktum, at det er katastrofalt svært at få muskelmasse på trods af alle anstrengelser. Personer med hurtig metabolisme har brug for en ordentlig kost med højt kalorieindhold og et gennemtænkt træningssystem, der omdanner den modtagne energi til den rigtige retning.

Det sidste stadium. Slankning og brug af metaboliske processer i din krop klogt.

Hvad afhænger stofskiftet af?

1. Alder, vægt, højde, køn, krop (læs om kropstyper, se ovenfor);

2. Ernæring, motion (og deres korrekte kombination afhængigt af typen af ​​kropsstruktur);

3. Sundhedsstatus (stabil hormonel baggrund, som kontrolleres af en læge-endokrinolog);

4. Mental sundhed (manglende stress og andre psykotiske faktorer).

Metabolisme processer i fedtvæv er utrolig langsom i forhold til metabolisme i muskelvæv. Dem, der virkelig har problemer med overskydende vægt, har brug for mindre energi, men spiser stadig mere end nødvendigt. Denne ekstra "spises" energi forbruges ikke, men går hurtigt ind i vores krops fede "reserver" - og hvor ellers kan vi sætte det? Naturligvis er det ikke muligt at tabe med en sådan metabolisme.

Overskydende fedt, som gradvist trænger ind i de indre organer, påvirker stabiliteten af ​​det endokrine system og ryster vores hormoner. Hos kvinder for eksempel forårsager overskydende kropsfedt forsinkelser eller permanente cyklusfejl. Der er sandsynligheden for at udvikle metabolisk syndrom.

Hvad er metabolisk syndrom?

Dette er en tilstand, hvor det subkutane fedt fører til alvorlige krænkelser af de interne metaboliske processer - lipid og kulhydrat. Dette er tilfældet, hvor en person begynder at "svulme" bogstaveligt fra alt. Der er hjerteproblemer og arteriel hypertension. Trykket og mængden af ​​sukker i blodet stiger kraftigt.

Det skal dog bemærkes, at alle disse symptomer ikke vedrører det metaboliske syndrom, hvis indikatorerne på din fysik (talje størrelse og vægt) er normale. Skønt selv i dette tilfælde er et besøg hos lægen påkrævet.

Hvordan fremskynde dit stofskifte til at tabe sig?

Stop med at narre dig selv!

Fjern fra fedtstoffer og simple kulhydrater (chokolade, brød, kager, smør osv.)

Begræns fedtfattige proteiner (kyllingebryst, mælk, æggehvide) og fiber (frugt, grøntsager). Så du forbedrer din metabolisme og fremskynder dit stofskifte.

Reducer kulhydrater - tværtimod sænker de stofskiftet.

Metabolisme (metabolisme) og omdannelse af energi i kroppen

Metabolisme. Udveksling af plast og energi. Autotrofer og Heterotrophs

Metabolisme (metabolisme)

Metabolisme eller metabolisme er en kombination af biokemiske processer og processer af celleaktivitet. Sikrer eksistensen af ​​levende organismer. Der er processer for assimilering (anabolisme) og dissimilation (katabolisme). Disse processer er forskellige aspekter af en enkelt proces af metabolisme og energiomdannelse i levende organismer.

assimilation

Assimilering er processen i forbindelse med absorption, assimilering og ophobning af kemikalier, der bruges til at syntetisere de nødvendige forbindelser til kroppen.

Plastudveksling

Plastmetabolisme er et sæt syntese-reaktioner, som sikrer genoptagelse af kemisk sammensætning, cellevækst.

dissimilation

Dissimilering er en proces, der er forbundet med nedbrydning af stoffer.

Energibytte

Energimetabolisme er en kombination af opdeling af komplekse forbindelser med frigivelse af energi. Organer fra miljøet i livets proces i visse former absorberer energi. Så returnerer de tilsvarende beløb i en anden form.

Assimileringsprocesser er ikke altid afbalanceret med dissimileringsprocesser. Akkumuleringen af ​​stoffer og vækst i udviklingsorganismer tilvejebringes af assimileringsprocesserne, så de hersker. Dissimileringsprocesser dominerer med mangel på næringsstoffer, intensivt fysisk arbejde og aldring.

Processerne for assimilering og dissimilering er nært beslægtede med organismernes næring. Den største energikilde for jordens levende organismer er sollys. Det indirekte eller direkte opfylder deres energibehov.

autotrofe

Autotrofer (fra græsk. Autoself og trofæ - mad, ernæring) er organismer, der kan syntetisere organiske forbindelser fra uorganiske ved hjælp af en bestemt type energi. Der er fototrofer og kemotrofer.

fototrof

Phototrophs (fra det græske. Fotos - lys) - organismer, der for syntesen af ​​organiske forbindelser fra uorganiske anvender lysets energi. Nogle prokaryoter (fotosyntese svovlbakterier og cyanobakterier) og grønne planter tilhører dem.

chemotroph

Chemotrophs (fra den græske. Kemi - Kemi) til syntese af organiske forbindelser fra uorganisk brug energi af kemiske reaktioner. Disse omfatter nogle prokaryoter (jernbakterier, svovlbakterier, nitrogenfiksering osv.). Autotrofe processer vedrører mere til assimileringsprocesser.

heterotrofe

Heterotrofer (fra græsk. Heteros - den anden) - er organismer, som syntetiserer deres egne organiske forbindelser fra de færdige organiske forbindelser syntetiseret af andre organismer. De fleste prokaryoter, svampe og dyr tilhører dem. For dem er energikilden organisk materiale, som de modtager fra mad: levende organismer, deres rester eller affaldsprodukter. Hovedprocesserne for heterotrofe organismer - nedbrydning af stoffer - er baseret på dissimileringsprocesser.

Energi i biologiske systemer bruges til at tilvejebringe forskellige processer i kroppen: termisk, mekanisk, kemisk, elektrisk mv. En del af energien under energiudvekslingsreaktioner afgives som varme, en del af den opbevares i kemiske bindinger med høj energi i visse organiske forbindelser. Universal sådant stof er adenosintrifosfat ATP. Det er en universel kemisk akkumulator af energi i cellen.

Under enzymets virkning spaltes en phosphorsyrerest. Derefter bliver ATP til adenosindiphosphat - ADP. I dette tilfælde frigives omkring 42 kJ energi. Fjernelsen af ​​to phosphorsyrerester producerer adenosinmonophosphat - ATP (84 kJ energi frigives). AMP-molekylet kan spaltes. Således frigives der under nedbrydning af ATP en stor mængde energi, som anvendes til at syntetisere de nødvendige forbindelser til kroppen for at opretholde en bestemt kropstemperatur mv.

Naturen af ​​ATP's makroergiske bindinger forbliver endelig ikke afklaret, selvom de overstiger energiintensiteten af ​​almindelige obligationer flere gange.

Metabolisme

Metabolisme eller metabolisme, er kemiske omdannelser, der opstår fra tidspunktet for modtagelsen af ​​næringsstoffer i den levende krop, indtil de endelige produkter af disse reaktioner er afsat til det eksterne miljø. Metabolisme omfatter alle reaktioner, som et resultat af hvilke strukturelle elementer af celler og væv er bygget, og de processer, hvor energi udvindes fra stoffer indeholdt i celler. Nogle gange betragtes de to sider af stofskifte for nemheds skyld separat - anabolisme og katabolisme, dvs. processerne for oprettelse af organiske stoffer og processerne for deres ødelæggelse. Anabolske processer er normalt forbundet med energiforbrug og fører til dannelsen af ​​komplekse molekyler fra enklere, katabole processer ledsages af frigivelse af energi og resulterer i dannelsen af ​​sådanne slutprodukter (affald) af stofskifte som urea, kuldioxid, ammoniak og vand.

Udtrykket "metabolisme" er kommet ind i hverdagen siden lægerne begyndte at forbinde overvægt eller undervægt, overdreven nervøsitet eller omvendt sløvhed hos en patient med forøget eller nedsat metabolisme. For domme om intensiteten af ​​metabolisme sætte testen for "primær metabolisme". Basal metabolisme er en indikator for kroppens evne til at producere energi. Prøven udføres på en tom mave i hvile; måle absorptionen af ​​ilt (O2) og frigivelsen af ​​carbondioxid (CO2). Sammenligning af disse værdier bestemmer, hvor meget kroppen bruger ("forbrændinger") næringsstoffer. Hormonernes hormoner påvirker stofskiftets intensitet, og derfor måler lægerne i stigende grad måling af niveauet af disse hormoner i blodet ved diagnosticering af sygdomme forbundet med metaboliske sygdomme. Se også THYROID GLAND.

Forskningsmetoder.

Når man undersøger metabolismen af ​​et af næringsstoffer, spores alle dens transformationer fra den form, hvori den kommer ind i kroppen til de endelige produkter, der fjernes fra kroppen. I sådanne studier anvendes et ekstremt varieret sæt biokemiske metoder.

Anvendelse af intakte dyr eller organer.

Den undersøgte forbindelse administreres til dyret, og derefter bestemmes de mulige konverteringsprodukter (metabolitter) af dette stof i dets urin og ekskrement. Mere specifikke oplysninger kan fås ved at undersøge metabolismen af ​​et bestemt organ, såsom leveren eller hjernen. I disse tilfælde injiceres stoffet i det tilsvarende blodkar, og metabolitterne bestemmes i blodet, der strømmer fra organet.

Da denne type procedure er meget vanskelig, bruges ofte tynde organer til forskning. De inkuberes ved stuetemperatur eller ved kropstemperatur i opløsninger med tilsætning af stoffet, hvis metabolisme studeres. Cellerne i sådanne præparater er ikke beskadiget, og da sektionerne er meget tynde, trænger stoffet let ind i cellerne og lader dem let. Somme tider opstår der problemer, fordi stoffet passerer gennem cellemembranen for langsomt. I disse tilfælde knuses vævene for at ødelægge membranerne, og cellemassen inkuberes med teststoffet. I sådanne eksperimenter blev det vist, at alle levende celler oxiderer glucose til CO2 og vand, og at kun levervæv er i stand til at syntetisere urinstof.

Brug af celler.

Selv celler er meget komplekse systemer. De har en kerne, og i den omgivende cytoplasma er der mindre kroppe, den såkaldte. organeller af forskellig størrelse og teksturer. Ved anvendelse af den passende teknik kan væv "homogeniseres" og derefter udsættes for differentiel centrifugering (separation) og formuleringer indeholdende kun mitokondrier, kun mikrosomer eller en klar væske - cytoplasma. Disse stoffer kan inkuberes separat med forbindelsen, hvis stofskifte er undersøgt, og på denne måde kan det bestemmes, hvilke særlige subcellulære strukturer der er involveret i dets successive transformationer. Der er tilfælde, hvor den første reaktion finder sted i cytoplasmaet, undergår dets produkt omdannelse til mikrosomer, og produktet fra denne transformation indgår en ny reaktion allerede i mitokondrier. Inkubation af det undersøgte stof med levende celler eller med et vævshomogenat afslører normalt ikke de enkelte stadier af dets metabolisme, og kun sekventielle eksperimenter, hvori en eller anden subcellulær struktur anvendes til inkubation, tillader os at forstå hele kæden af ​​hændelser.

Anvendelsen af ​​radioaktive isotoper.

For at studere stoffers metabolisme skal man: 1) passende analysemetoder til bestemmelse af dette stof og dets metabolitter; og 2) metoder til at skelne det tilsatte stof fra det samme stof, som allerede er til stede i det biologiske præparat. Disse krav var en væsentlig hindring for studiet af metaboliske indtil ikke var synlige radioaktive isotoper af elementerne, primært radioaktivt carbon-14 C. Med fremkomsten forbindelser "mærket" 14C, samt instrumenter til måling radioaktivitet svag disse vanskeligheder blev overvundet. Hvis det biologiske præparat, såsom mitochondrier suspension sattes 14 C-mærket fedtsyre, findes der ingen specifikke tests for at bestemme dets omdannelsesprodukter er ikke nødvendig; For at estimere brugen af ​​dens anvendelse er det tilstrækkeligt kun at måle radioaktiviteten af ​​successivt producerede mitochondriale fraktioner. Den samme teknik gør det nemt at skelne mellem de radioaktive fedtsyremolekyler, som eksperimentatoren introducerede fra fedtsyremolekylerne, der allerede er til stede i mitokondrier ved forsøgets begyndelse.

Kromatografi og elektroforese.

Ud over ovenstående krav har en biokemist også brug for metoder til at adskille blandinger bestående af små mængder organiske stoffer. De vigtigste af dem - kromatografi, der er baseret på fænomenet adsorption. Adskillelsen af ​​bestanddelene i blandingen udføres enten på papir eller ved adsorption på sorbenten, som er fyldte kolonner (lange glasrør) efterfulgt af gradvis eluering (udvaskning) af hver af komponenterne.

Separation ved elektroforese afhænger af tegn og antal ladninger af ioniserede molekyler. Elektroforese udføres på papir eller på nogle inerte (inaktive) bærere, såsom stivelse, cellulose eller gummi.

En meget følsom og effektiv separationsmetode er gaskromatografi. Det anvendes i tilfælde, hvor stofferne der skal separeres er i gasform eller kan overføres til den.

Enzymisolering.

Dyret, organet, vævssektionen, homogenatet og fraktionen af ​​cellulære organeller optager det sidste sted i serien - et enzym, der er i stand til at katalysere en bestemt kemisk reaktion. Isolering af enzymer i oprenset form er et vigtigt afsnit i undersøgelsen af ​​metabolisme.

Kombinationen af ​​disse metoder tillod os at spore de vigtigste metaboliske veje i de fleste af organismerne (herunder mennesker), for at fastslå præcis, hvor disse forskellige processer finder sted, og for at finde ud af de successive stadier af de vigtigste metaboliske veje. Til dato er tusindvis af individuelle biokemiske reaktioner kendt, og de involverede enzymer er blevet undersøgt.

Cellemetabolisme.

En levende celle er et højt organiseret system. Det har forskellige strukturer, såvel som enzymer, der kan ødelægge dem. Det indeholder også store makromolekyler, der kan bryde op i mindre komponenter som følge af hydrolyse (splittelse under vandets virkning). Cellen indeholder normalt meget kalium og meget lidt natrium, selvom cellen findes i et miljø, hvor der er meget natrium og relativt lidt kalium, og cellemembranen er let permeabel for begge ioner. Derfor er en celle et kemisk system, meget langt fra ligevægt. Ligevægt forekommer kun i forbindelse med autolyse efter slagtning (selvfordøjelse under egen enzymes virkning).

Behovet for energi.

For at holde systemet i en tilstand langt fra kemisk ligevægt er det nødvendigt at udføre arbejde, og i dette øjemed kræves energi. At opnå denne energi og gøre dette arbejde er en uundværlig betingelse for, at cellen forbliver i sin stationære (normale) tilstand langt fra ligevægt. Samtidig udfører den også andet arbejde relateret til interaktion med miljøet, for eksempel: i muskelceller, sammentrækning; i nerveceller - udførelse af nerveimpulser; i nyrernes celler - dannelsen af ​​urin, væsentligt forskellig i sammensætning fra blodplasmaet; i specialiserede celler i mave-tarmkanalen - syntesen og udskillelsen af ​​fordøjelsesenzymer; i cellerne i de endokrine kirtler - udskillelsen af ​​hormoner; i flammerne - glød; i nogle fiskes celler - generering af elektriske udladninger mv.

Kilder til energi.

I et hvilket som helst af ovenstående eksempler er den direkte energikilde, som cellen anvender til at producere arbejde, den energi, der er indeholdt i adenosintrifosfatets (ATP) struktur. På grund af dens struktur er denne forbindelse rig på energi, og brydningen af ​​bindinger mellem dets fosfatgrupper kan forekomme på en sådan måde, at den frigivne energi anvendes til fremstilling af arbejde. Imidlertid kan energi ikke stilles til rådighed for cellen med en simpel hydrolytisk nedbrydning af phosphatbindingerne i ATP: i dette tilfælde spildes det, frigives som varme. Processen bør bestå af to successive trin, som hver deltager mellemprodukt, betegnet her X-F (i ovenstående ligninger, X og Y repræsenterer to forskellige organiske stoffer; F - phosphat, ADP - adenosindiphosphat):

Da ATP er nødvendigt for næsten enhver manifestation af celleaktivitet, er det ikke overraskende, at de levende cellers metaboliske aktivitet primært er rettet mod ATP-syntese. Forskellige komplekse sekvenser af reaktioner, som bruger den potentielle kemiske energi indeholdt i carbohydrat- og fedtstofmolekylerne (lipider) tjener dette formål.

METABOLISM AF CARBOHYDRATER OG LIPIDER

ATP syntese.

Anaerob (uden ilt). Hovedrolle carbohydrater og lipider i cellulær metabolisme er, at deres spaltning i enklere forbindelser giver ATP-syntese. Der er ingen tvivl om, at de samme processer fortsatte i de første, mest primitive celler. Imidlertid i en oxygenbaseret atmosfære er den fuldstændige oxidation af kulhydrater og fedtstoffer til CO2 det var umuligt. Disse primitive celler havde alle de mekanismer, hvormed omstruktureringen af ​​glucosemolekylets struktur tilvejebragte syntesen af ​​små mængder af ATP. Vi taler om de processer, som mikroorganismer kalder gæring. Digestion af glucose til ethylalkohol og CO studeres bedst.2 i gær.

I løbet af 11 på hinanden følgende reaktioner, der er nødvendige for at fuldføre denne transformation, dannes der en række mellemprodukter, som er fosfatestere (phosphater). Deres fosfatgruppe overføres til adenosindiphosphat (ADP) med dannelsen af ​​ATP. Nettoproduktionen af ​​ATP er 2 ATP molekyler for hvert glukosemolekyle delt i fermenteringsprocessen. Lignende processer forekommer i alle levende celler; da de leverer den energi, der er nødvendig for vital aktivitet, kaldes de nogle gange (ikke helt korrekt) anaerob cellemæssig respiration.

I pattedyr, herunder mennesker, kaldes en sådan proces glycolyse, og dets slutprodukt er mælkesyre, ikke alkohol og CO.2. Hele sekvensen af ​​glycolysereaktioner med undtagelse af de sidste to trin er fuldstændig identisk med processen i gærceller.

Aerob (med ilt). Med udseendet af ilt i atmosfæren, hvis kilde tilsyneladende var fotosyntese af planter, blev der udviklet en mekanisme under udvikling, der sikrer fuldstændig oxidation af glucose til CO2 og vand, en aerob proces, hvor netto udbyttet af ATP er 38 ATP molekyler pr. oxideret glucosemolekyle. Denne proces af iltforbrug af celler til dannelse af energirige forbindelser er kendt som cellulær respiration (aerob). I modsætning til den anaerobe proces, der udføres af cytoplasmatiske enzymer, finder oxidative processer sted i mitokondrier. I mitokondrier oxideres pyruvinsyre, et mellemprodukt dannet i den anaerobe fase, til CO.2 i seks på hinanden følgende reaktioner, i hvilke hver et par elektroner overføres til et fælles acceptor-coenzym nicotinamid-adenin-dinukleotid (NAD). Denne reaktionssekvens kaldes tricarboxylsyrecyklussen, citronsyrecyklusen eller Krebs-cyklen. Fra hvert molekyle af glucose dannes 2 molekyler pyruvsyre; 12 par elektroner splittet fra glucosemolekylet under dets oxidation, beskrevet ved ligningen:

Elektronoverførsel

Hvert mitokondrier har en mekanisme, hvorved den reducerede NAD (NAD H N, hvor H er hydrogen) dannet i tricarboxylsyrecyklussen overfører dets elektronpar til oxygen. Overførslen sker dog ikke direkte. Elektroner overføres "fra hånd til hånd", og først når de passerer gennem en kæde af luftfartsselskaber, kommer de sammen med ilt. Denne "elektrontransportkæde" består af følgende komponenter:

NADH H N ® Flavineninindinkleotid ® Coenzym Q ®

® Cytochrome b ® Cytochrome c ® Cytochrome a ® O2

Alle komponenter i dette system, som er i mitokondrier, er fastgjort i rummet og forbundet med hinanden. Sådan deres tilstand letter overførslen af ​​elektroner.

NAD indeholder nikotinsyre (Niacin-vitamin), og flavin-adenindinukleotid indeholder riboflavin (B-vitamin2). Coenzym Q er en højmolekylær quinon syntetiseret i leveren, og cytokromer er tre forskellige proteiner, som hver især indeholder hæmoglobin som en hæmogruppe.

I elektronoverførselskæden for hvert par elektroner overført fra NAD H til O2, 3 ATP-molekyler syntetiseres. Da 12 par elektroner opdeles fra hvert glukosemolekyle og overføres til NAD molekyler, dannes i alt 3 12 = 36 ATP molekyler pr. Glukosemolekyle. Denne proces af ATP-dannelse under oxidation kaldes oxidativ phosphorylering.

Lipider som energikilde.

Fedtsyrer kan bruges som energikilde på samme måde som kulhydrater. Fedtsyreoxidation forløber ved successiv spaltning af bicarbonfragmentet fra fedtsyremolekylet til dannelse af acetylco-enzym A (acetyl CoA) og samtidig overførsel af to par elektroner til elektronoverføringskæden. Det resulterende acetyl CoA er en normal bestanddel af tricarboxylsyrecyklussen, og senere adskiller dens skæbne sig ikke fra den af ​​acetyl CoA, der leveres ved carbohydratmetabolisme. Mekanismerne for ATP-syntese i oxidationen af ​​både fedtsyrer og glucosemetabolitter er således næsten ens.

Hvis dyrets krop modtager energi næsten udelukkende på grund af fedtsyreoxidation alene, og dette sker for eksempel under fasting eller diabetes mellitus, overstiger hastigheden af ​​dannelsen af ​​acetyl-CoA sin oxidationshastighed i tricarboxylsyrecyklusen. I dette tilfælde reagerer de ekstra molekyler acetyl CoA med hinanden, hvilket resulterer i dannelsen af ​​acetoeddikesyre og b-hydroxysmørsyre. Deres ophobning er årsagen til den patologiske tilstand, den såkaldte. ketosis (en type acidosis), som i alvorlig diabetes kan forårsage koma og død.

Energilagring.

Dyr spiser uregelmæssigt, og deres krop skal på en eller anden måde opbevare den energi, der er indeholdt i fødevarer, hvis kilde er kulhydrater og fedtstoffer absorberet af dyret. Fedtsyrer kan opbevares som neutrale fedtstoffer, enten i leveren eller i fedtvæv. Kulhydrater i store mængder i mave-tarmkanalen hydrolyseres til glucose eller andre sukkerarter, der derefter omdannes til den samme glucose i leveren. Her syntetiseres et gigantisk polymerglykogen ud fra glucose ved at fæstne glucoserester til hinanden med eliminering af vandmolekyler (antallet af glucoserester i glykogenmolekyler når 30.000). Når der er behov for energi, opløses glykogen igen til glucose i reaktionen, hvis produkt er glucosephosphat. Dette glucosephosphat er rettet mod glykolysens vej, en proces, som er en del af vejen for oxidation af glucose. I leveren kan glucosephosphat også undergå hydrolyse, og den resulterende glucose kommer ind i blodbanen og leveres af blod til celler i forskellige dele af kroppen.

Syntese af lipider fra kulhydrater.

Hvis mængden af ​​kulhydrater absorberet fra mad på en gang er større end hvad der kan opbevares i form af glykogen, omdannes det overskydende kulhydrat til fedt. Den oprindelige sekvens af reaktioner falder sammen med den sædvanlige oxidative måde, dvs. I starten dannes acetyl-CoA ud fra glucose, men så anvendes dette acetyl-CoA i cytoplasmaet i cellen for at syntetisere langkædede fedtsyrer. Synteseprocessen kan beskrives som reversering af en normal fedtcelleoxidationsproces. Fedtsyrer opbevares derefter som neutrale fedtstoffer (triglycerider), som akkumuleres i forskellige dele af kroppen. Når energi er påkrævet, gennemgår neutrale fedtstoffer hydrolyse og fedtsyrer indtræder i blodet. Her adsorberes de af plasmaproteinmolekyler (albumin og globulin) og absorberes derefter af celler af forskellige typer. Der er ingen mekanismer, der er i stand til at syntetisere glukose fra fedtsyrer hos dyr, men planter har sådanne mekanismer.

Lipid metabolisme.

Lipider kommer ind i kroppen primært i form af fedtsyretriglycerider. I tarmen under virkningen af ​​bugspytkirtlenzymer undergår de hydrolyse, hvis produkter absorberes af tarmvægens celler. Her syntetiseres neutrale fedtstoffer fra dem, som går ind i blodet gennem lymfesystemet og enten transporteres til leveren eller deponeres i fedtvæv. Det er allerede blevet angivet ovenfor, at fedtsyrer også kan syntetiseres på ny fra carbohydratprecursorer. Det skal bemærkes, at selv om indtagelsen af ​​en dobbeltbinding i molekyler af langkædede fedtsyrer (mellem C-9 og C-10) kan forekomme i mammale celler, er disse celler ikke i stand til at inkludere den anden og tredje dobbeltbindinger. Da fedtsyrer med to og tre dobbeltbindinger spiller en vigtig rolle i stofskiftet hos pattedyr, er de i det væsentlige vitaminer. Derfor er linolsyre (C18: 2) og linolensyre (C18: 3) Syrer kaldes essentielle fedtsyrer. På samme tid kan i en pattedyrcelle en fjerde dobbeltbinding inkorporeres i linolensyre, og arachidonsyre kan dannes ved forlængelse af carbonkæden (C20: 4), også en nødvendig deltager i metaboliske processer.

Ved lipidsyntese overføres fedtsyrerester associeret med coenzym A (acyl-CoA) til glycerophosphat, en ester af phosphorsyre og glycerol. Som et resultat dannes fosfatidinsyre - en forbindelse, hvori en hydroxylgruppe glycerol er esterificeret med phosphorsyre og to grupper med fedtsyrer. Når der dannes neutrale fedtstoffer, fjernes fosforsyre ved hydrolyse, og den tredje fedtsyre tager sin plads som følge af reaktion med acyl-CoA. Coenzym A er dannet af pantothensyre (en af ​​vitaminerne). I dets molekyle er der en sulfhydryl (SH) gruppe, der er i stand til at reagere med syrer for at danne thioestere. Når fosfolipider dannes, reagerer phosphatidsyre direkte med et aktiveret derivat af et af nitrogenbaser, såsom cholin, ethanolamin eller serin.

Med undtagelse af D-vitamin syntetiseres alle steroider, der findes i dyreorganer (derivater af komplekse alkoholer) let af kroppen selv. Disse omfatter kolesterol (kolesterol), galdesyrer, kønshormoner til mænd og kvinder og adrenalhormoner. I hvert tilfælde tjener acetyl CoA som udgangsmateriale til syntesen: carbonskeletet af den syntetiserede forbindelse er konstrueret fra acetylgrupper ved gentagne gentagelse af kondensering.

METABOLISMPROTEINS

Aminosyre Syntese

Planter og de fleste mikroorganismer kan leve og vokse i et miljø, hvor kun mineraler, kuldioxid og vand er tilgængelige for deres ernæring. Dette betyder, at alle disse organismer findes i dem, disse organismer syntetiserer sig selv. Proteinerne fundet i alle levende celler er bygget fra 21 typer af aminosyrer, der er forbundet i forskellige sekvenser. Aminosyrer syntetiseres af levende organismer. I hvert tilfælde fører en række kemiske reaktioner til dannelsen af ​​a-keto syrer. Et sådant a-ketoacid, nemlig a-ketoglutar (den sædvanlige komponent af tricarboxylsyrecyklusen) er involveret i nitrogenfiksering ifølge den følgende ligning:

a - Ketoglutarsyre + NH3 + OVER CH N ®

® Glutaminsyre + NAD.

Glutaminsyre nitrogen kan derefter overføres til en hvilken som helst af de andre a-keto syrer til dannelse af den tilsvarende aminosyre.

Den menneskelige krop og de fleste andre dyr beholdt evnen til at syntetisere alle aminosyrer med undtagelse af ni såkaldte. essentielle aminosyrer. Da ketoacider svarende til disse ni ikke syntetiseres, skal essentielle aminosyrer stammer fra fødevarer.

Syntese af proteiner.

Aminosyrer er nødvendige til proteinbiosyntese. Biosynteseprocessen forløber sædvanligvis som følger. I cytoplasmaet i cellen aktiveres hver aminosyre i reaktion med ATP og fastgøres derefter til den terminale gruppe af ribonukleinsyremolekylet, som er specifik for denne særlige aminosyre. Dette komplekse molekyle binder sig til en lille krop, den såkaldte. ribosom i den position, der bestemmes af det længere ribonukleinsyremolekyle fastgjort til ribosomet. Efter alle disse komplekse molekyler er korrekt justeret, opstår bindingerne mellem den oprindelige aminosyre og ribonukleinsyre, og bindinger mellem nabostillede aminosyrer opstår - et specifikt protein syntetiseres. Biosynteseprocessen leverer proteiner ikke kun til vækst af organismen eller til sekretion i mediet. Alle proteiner fra levende celler falder til sidst i deres bestandige aminosyrer, og for at bevare livet skal celler syntetiseres igen.

Syntese af andre nitrogenholdige forbindelser.

I pattedyr anvendes aminosyrer ikke kun til proteinbiosyntese, men også som udgangsmateriale til syntese af mange nitrogenholdige forbindelser. Aminosyre tyrosin er en forstadie af hormonerne adrenalin og noradrenalin. Den simpleste aminosyre glycin er udgangsmaterialet til biosyntese af puriner, der udgør nukleinsyrer og porfyriner, der udgør cytokromer og hæmoglobin. Aspartinsyre er en forstadie af pyrimidin-nukleinsyrer. Methylgruppen af ​​methionin overføres til en række andre forbindelser under biosyntesen af ​​kreatin, cholin og sarcosin. Under kreatinbiosyntese overføres guanidin-gruppen af ​​arginin også fra en forbindelse til en anden. Tryptophan tjener som forstadie af nikotinsyre, og et vitamin såsom pantothensyre syntetiseres fra valin i planter. Alle disse er blot nogle eksempler på anvendelsen af ​​aminosyrer i biosynteseprocessen.

Kvælstof, absorberet af mikroorganismer og højere planter i form af ammoniumion, bruges næsten udelukkende på dannelsen af ​​aminosyrer, hvorfra mange nitrogenholdige forbindelser af levende celler derefter syntetiseres. Hverken planter eller mikroorganismer absorberer overskydende nitrogen. I modsætning hertil afhænger mængden af ​​nitrogen, der er absorberet i dyr, af proteinerne i fødevaren. Alt nitrogen går ind i kroppen i form af aminosyrer og forbruges ikke i biosynteseprocessen, udskilles ret hurtigt fra kroppen med urin. Det sker som følger. I leveren overfører ubrugte aminosyrer deres nitrogen-a-ketoglutarsyre til dannelse af glutaminsyre, som er deamineret og frigiver ammoniak. Yderligere kan ammoniak nitrogen enten opbevares midlertidigt ved syntesen af ​​glutamin eller anvendes umiddelbart til syntesen af ​​urinstof, som strømmer i leveren.

Glutamin har en anden rolle. Det kan hydrolyseres i nyrerne for at frigive ammoniak, som kommer ind i urinen i bytte for natriumioner. Denne proces er ekstremt vigtig som et middel til at opretholde syre-base balance i dyrets krop. Næsten al ammoniak, der er afledt af aminosyrer og muligvis fra andre kilder, omdannes til urinstof i leveren, så der er normalt næsten ingen fri ammoniak i blodet. Imidlertid indeholder urin under nogle betingelser ret betydelige mængder ammoniak. Denne ammoniak er dannet i nyrerne fra glutamin og passerer ind i urinen i bytte for natriumioner, der således readsorberes og bevares i kroppen. Denne proces forbedres ved udvikling af acidose, en tilstand, hvor kroppen har brug for yderligere mængder natriumkationer for at binde overskydende bicarbonationer i blodet.

Overdreven mængde pyrimidiner opløses også i leveren gennem en række reaktioner, hvor ammoniak frigives. Hvad angår puriner, undergår deres overskud oxidation med dannelsen af ​​urinsyre, som udskilles i urinen hos mennesker og andre primater, men ikke hos andre pattedyr. I fugle er der ingen mekanisme til syntese af urinstof, og det er urinsyre, og ikke urinstof, det er deres slutprodukt ved udvekslingen af ​​alle nitrogenholdige forbindelser.

Nukleinsyrer.

Strukturen og syntesen af ​​disse nitrogenholdige forbindelser beskrives detaljeret i artiklen NUCLEISKE Syrer.

GENERELLE REPRÆSENTATIONER AF METABOLISM-ORGANISKE STOFFER

Du kan formulere nogle generelle begreber eller "regler" vedrørende metabolisme. Nedenstående er nogle af de vigtigste "regler" for bedre at forstå, hvordan metabolismen fortsætter og er reguleret.

1. Metaboliske veje er irreversible. Forfald følger aldrig en sti, der simpelthen ville være en reversering af fusionsreaktioner. Det involverer andre enzymer og andre mellemprodukter. Ofte foregår de modsatrettede processer i forskellige rum i cellen. Fedtsyrer syntetiseres således i cytoplasmaet med deltagelse af et sæt enzymer og oxideres i mitokondrier med deltagelse af et helt andet sæt.

2. Enzymer i levende celler er nok, så alle kendte metaboliske reaktioner kan gå meget hurtigere end normalt i kroppen. Derfor er der nogle reguleringsmekanismer i cellerne. Åbnet forskellige typer af sådanne mekanismer.

a) Faktoren, som begrænser mængden af ​​metaboliske transformationer af et givet stof, kan være indtaget af dette stof i cellen. i dette tilfælde reguleres reguleringen netop i denne proces. Insulins rolle er f.eks. Relateret til det faktum, at det ser ud til at lette indtrængningen af ​​glucose i alle celler, mens glucose undergår omdannelser med den hastighed, hvormed den leveres. Tilsvarende afhænger indtrængen af ​​jern og calcium fra tarmen ind i blodet af processerne, hvis hastighed er reguleret.

b) Stoffer er langt fra altid fri til at bevæge sig fra et cellerum til et andet; Der er tegn på, at intracellulær overførsel reguleres af nogle steroidhormoner.

c) To typer "negative feedback" servomekanismer blev identificeret.

Bakterier blev fundet eksempler på tilstedeværelsen af ​​produktet fra enhver sekvens af reaktioner, såsom aminosyrer, inhiberer biosyntesen af ​​en af ​​de enzymer, der kræves til dannelse af aminosyrer.

I hvert tilfælde enzymet, der er påvirket af biosyntese, var ansvarlig for den første "bestemmelse" trin (reaktionsskema 4) den metaboliske vej, der fører til syntesen af ​​denne aminosyre.

Den anden mekanisme er godt undersøgt hos pattedyr. Dette er en simpel inhibering af slutproduktet (i vores tilfælde en aminosyre) af enzymet, der er ansvarlig for det første "bestemmende" stadium af metabolisk vej.

En anden form for kontrol ved tilbagekobling opererer i tilfælde, hvor oxidation af mellemprodukterne af tricarboxylsyrecyklen er forbundet med dannelsen af ​​ATP fra ADP og phosphat i oxidativ phosphorylering. Hvis hele bestanden af ​​fosfat og / eller ADP i cellen allerede er opbrugt, stopper oxidationen og kan genoptages først, efter at denne reserve bliver tilstrækkelig igen. Således forekommer oxidation, hvis betydning er at levere nyttig energi i form af ATP, kun, når ATP-syntese er mulig.

3. Et relativt lille antal byggesten er involveret i biosyntetiske processer, der hver især bruges til at syntetisere mange forbindelser. Blandt dem er acetylco-enzym A, glycerolphosphat, glycin, carbamylphosphat, som leverer carbamyl (H2N-CO-gruppe, folsyrederivater, der tjener som en kilde til hydroxymethyl- og formylgrupper, S-adenosylmethionin - en kilde til methylgrupper, glutaminsyre og asparaginsyrer, som leverer aminogrupper og endelig glutamin - en kilde til amidgrupper. Fra dette relativt små antal komponenter er der bygget alle de forskellige forbindelser, vi finder i levende organismer.

4. Enkle organiske forbindelser deltager sjældent i metaboliske reaktioner direkte. Normalt skal de først "aktiveres" ved at knytte til et af et antal forbindelser, der er universelt anvendt i metabolisme. Glucose kan for eksempel kun undergå oxidation, efter at den er blevet esterificeret med phosphorsyre; for sine andre transformationer skal den esterificeres med uridindiphosphat. Fedtsyrer kan ikke involveres i metaboliske transformationer, før de danner estere med coenzym A. Hver af disse aktivatorer er enten relateret til et af de nukleotider, der udgør ribonukleinsyre, eller er afledt af en eller anden form for vitamin. Det er let at forstå i denne sammenhæng, hvorfor vitaminer er nødvendige i så små mængder. De er forbruges i dannelsen af ​​"coenzymer", og hvert molekyle af coenzym gennem hele livet af organismen bliver brugt gentagne gange, i modsætning til essentielle næringsstoffer (såsom glucose), hvert molekyle som bruges kun én gang.

Sammenfattende betyder udtrykket "metabolisme", som tidligere ikke betød noget mere kompliceret end blot at bruge kulhydrater og fedtstoffer i kroppen, nu til at referere til tusindvis af enzymatiske reaktioner, hvis hele sæt kan repræsenteres som et stort netværk af metaboliske veje, der krydser mange gange ( på grund af tilstedeværelsen af ​​fælles mellemprodukter) og styret af meget subtile reguleringsmekanismer.

METABOLISM AF MINERALSTOFFER

Relativt indhold.

De forskellige elementer, der findes i levende organismer, er anført nedenfor i faldende rækkefølge afhængigt af deres relative indhold: 1) ilt, kulstof, hydrogen og nitrogen; 2) calcium, fosfor, kalium og svovl; 3) natrium, chlor, magnesium og jern; 4) Mangan, kobber, molybdæn, selen, jod og zink; 5) aluminium, fluor, silicium og lithium; 6) brom, arsen, bly og muligvis nogle andre.

Oxygen, kulstof, hydrogen og nitrogen er de elementer, der udgør kroppens bløde væv. De er en del af forbindelser som kulhydrater, lipider, proteiner, vand, kuldioxid og ammoniak. Varer anført i klausuler 2 og 3, er i kroppen normalt i form af en eller flere uorganiske forbindelser, og elementerne nn. 4, 5 og 6 er kun til stede i spormængder, og derfor kaldes de mikroelementer.

Fordeling i kroppen.

Calcium.

Calcium er hovedsageligt til stede i knoglevæv og i tænder, hovedsageligt i form af fosfat og i små mængder i form af carbonat og fluorid. Calcium forsynet med mad absorberes hovedsageligt i tarmene, som har en svag syrereaktion. Denne absorption (i mennesker kun absorberes 20-30% af fødevarer calcium) fremmer vitamin D. Under påvirkning af vitamin D tarmceller fremstille et bestemt protein, der binder calcium og letter dets transport over tarmvæggen ind i blodbanen. Absorptionen påvirkes også af tilstedeværelsen af ​​nogle andre stoffer, især fosfat og oxalat, som i små mængder fremmer absorption og i det store og hele undertrykker det.

I blodet er omkring halvdelen af ​​calcium bundet til protein, resten er calciumioner. Forholdet mellem ioniserede og ikke-ioniserede former afhænger af den totale koncentration af calcium i blodet, såvel som på protein- og fosfatindholdet og koncentrationen af ​​hydrogenioner (blod-pH). Andelen af ​​ikke-ioniseret calcium, der påvirkes af proteinniveauet, gør det muligt at indirekte vurdere dårens kvalitet og effektiviteten af ​​leveren, hvori plasmaproteiner syntetiseres.

På mængden af ​​ioniseret calcium indflydelse, på den ene side, vitamin D og faktorer, der påvirker absorption, på den anden - parathyroidhormon, og måske D-vitamin, fordi begge disse stoffer styres som hastigheden af ​​aflejring af calcium i knogle og dets mobilisering, dvs. vaske ud af knoglerne. Overskydende parathyroidhormon stimulerer frigivelsen af ​​calcium fra knoglevæv, hvilket fører til en stigning i koncentrationen i plasma. Ved at variere hastigheden af ​​absorption og udskillelse af calcium og phosphat, såvel som hastigheden for dannelse af knoglevæv og dens ødelæggelse, disse mekanismer strengt styre koncentrationen af ​​calcium og phosphat i serum. Calciumioner spiller en regulerende rolle i mange fysiologiske processer, herunder nervereaktioner, muskelkontraktion, blodkoagulation. Udskilning af calcium fra kroppen opstår normalt hovedsageligt (2/3) gennem galde og tarm og i mindre grad (1/3) gennem nyrerne.

Fosfor.

Fosformetabolisme - en af ​​hovedbestanddelene i knoglevæv og tænder - afhænger stort set af de samme faktorer som calciummetabolisme. Fosfor i form af fosfat er også til stede i kroppen i hundredvis af forskellige fysiologisk vigtige organiske estere. Parathyroidhormon stimulerer udskillelsen af ​​fosfor i urinen og dets frigivelse fra knoglevævet; Dermed reguleres koncentrationen af ​​fosfor i blodplasmaet.

Natrium.

Natrium - større kation af ekstracellulær væske - sammen med proteinet, chlorid og bicarbonat spiller en kritisk rolle ved regulering af det osmotiske tryk og pH (hydrogenionkoncentration) blod. I modsætning hertil indeholder cellerne meget lidt natrium, da de har en mekanisme til fjernelse af natriumioner og indfangning af kaliumioner. Alt natrium, der overstiger kroppens behov, udskilles meget hurtigt gennem nyrerne.

Da natrium går tabt i alle udskillelsesprocesser, skal det konstant indtages med mad. Hvis acidose om nødvendigt skal vises udskilles store mængder anioner (fx chlorid eller acetoacetat), nyre natrium forhindre overdreven tab på grund af dannelsen af ​​ammoniak fra glutamin. Udskillelsen af ​​natrium gennem nyrerne reguleres af hormonet af binyrebark aldosteron. Under dette hormons virkning returneres nok natrium til blodet for at opretholde normalt osmotisk tryk og normalt ekstracellulært væskevolumen.

Det daglige krav til natriumchlorid er 5-10 g. Denne værdi stiger med absorption af store mængder væske, når sved stiger og mere urin frigives.

Kalium.

I modsætning til natrium findes kalium i store mængder i celler, men det er lavt i ekstracellulær væske. Kaliums hovedfunktion er at regulere intracellulært osmotisk tryk og opretholde syre-base balance. Det spiller også en vigtig rolle i at udføre nerveimpulser og i mange enzymsystemer, herunder dem der er involveret i muskelkontraktion. Kalium er bredt fordelt i naturen, og det er rigeligt i enhver fødevare, så spontant kaliummangel ikke kan forekomme. I plasma reguleres kaliumkoncentrationen af ​​aldosteron, hvilket stimulerer udskillelsen i urinen.

Med mad kommer svovl ind i kroppen hovedsageligt som en del af to aminosyrer - cystin og methionin. Ved de sidste stadier af metaboliseringen af ​​disse aminosyrer frigøres svovl, og som et resultat af oxidation omdannes til en uorganisk form. I sammensætningen af ​​cystin og methionin er svovl til stede i strukturelle proteiner. Sulfhydryl (-SH) -gruppen cystein, hvor aktiviteten af ​​mange enzymer afhænger, spiller også en vigtig rolle.

Det meste af svovlet udskilles i urinen som sulfat. En lille mængde udskilt sulfat er normalt forbundet med organiske forbindelser, såsom phenoler.

Magnesium.

Magnesiummetabolisme svarer til calciummetabolisme, og i form af et kompleks med fosfat udgør dette element også en del af knoglevævet. Magnesium er til stede i alle levende celler, hvor det fungerer som en nødvendig komponent i mange enzymsystemer; Denne rolle blev overbevisende demonstreret af eksemplet på kulhydratmetabolisme i muskler. Magnesium, som kalium, er bredt fordelt, og sandsynligheden for dens svigt er meget lille.

Jern.

Jern er en del af hæmoglobin og andre hæmoproteiner, nemlig myoglobin (muskulær hæmoglobin), cytochromer (respiratoriske enzymer) og katalase, men også nogle af de enzymer, som ikke indeholder hæm. Jern absorberes i tarmene, og dette er det eneste element, der kun absorberes, når dets tilførsel i kroppen er helt opbrugt. I plasma transporteres jern i forbindelse med protein (transferrin). Jern udskilles ikke gennem nyrerne; dets overskud ophobes i leveren sammen med et specielt protein (ferritin).

Sporelementer

Hvert sporelement, der er til stede i kroppen, har sin egen specielle funktion i forbindelse med det faktum, at det stimulerer virkningen af ​​dette eller det pågældende enzym eller på nogen anden måde påvirker det. Zink er nødvendig til krystallisation af insulin; Derudover er det en bestanddel af carbonanhydrase (et enzym involveret i transport af kuldioxid) og nogle andre enzymer. Molybdæn og kobber er også essentielle komponenter i forskellige enzymer. Jod er påkrævet til syntese af triiodothyronin, et thyroidhormon. Fluorid (indgår i tandemaljen) hjælper med at forhindre tandaffald.

BRUG AF METABOLITER

Kulhydrater.

Suge.

Monosacchariderne eller enkle sukkerarter, der frigives under fordøjelsen af ​​kulhydrater i fødevarer, overføres fra tarmene til blodbanen som et resultat af en proces kaldet sugning. Sugemekanismen er en kombination af simpel diffusion og kemisk reaktion (aktiv sugning). En af de hypoteser vedrørende arten af ​​den kemiske proces fase, ud fra, at i denne fase af monosaccharider forenet med phosphorsyre i en reaktion katalyseret af et enzym fra gruppen af ​​kinaser og trænge ind blodkar og frigives ved enzymatisk dephosphorylering (phosphatbinding brud) katalyseret en af ​​fosfataserne. Det skyldes aktiv absorption, at forskellige monosaccharider absorberes ved forskellige hastigheder, og at kulhydrater absorberes, selv når blodsukkerniveauet er højere end i tarmen, dvs. under betingelser, hvor det ville være naturligt at forvente at de bevæger sig i den modsatte retning - fra blodet ind i tarmene.

Mekanismer for homeostase.

Monosaccharider, der kommer ind i blodbanen, øger blodsukkerniveauet. Ved fastning varierer koncentrationen af ​​glucose i blodet normalt fra 70 til 100 mg pr. 100 ml blod. Dette niveau opretholdes gennem mekanismer kaldet homeostase (selvstabiliserende) mekanismer. Så snart niveauet af sukker i blodet stiger som følge af absorption fra tarmen, træder de processer, der bringer sukker ud af blodet, i kraft, så dets niveau ikke svinger for meget.

Ligesom glucose kommer alle andre monosaccharider fra blodbanen til leveren, hvor de omdannes til glucose. Nu kan de ikke skelnes fra både glukose, som absorberes, og fra den, der allerede var i kroppen, og undergår de samme metaboliske transformationer. En af mekanismerne i homeostase af carbohydrat i leverfunktion, - det glycogenese hvorved glucose passerer fra blodet ind i cellerne, hvor det omdannes til glycogen. Glycogen oplagres i leveren så længe, ​​indtil et fald på blodsukkerniveau: i denne situation ville forårsage disintegrering af en homøostatisk mekanisme akkumuleret glycogen til glucose, som igen går ind i blodet.

Transformationer og brug.

Da blod leverer glukose til alle væv i kroppen, og alt væv bruger det til energi, nedsættes glukoseniveauet i blodet hovedsageligt på grund af dets anvendelse.

I musklerne omdannes blodglukosen til glykogen. Muskelglycogen kan dog ikke bruges til at producere glukose, som ville passere ind i blodet. Det indeholder en forsyning af energi, og hastigheden af ​​dens anvendelse afhænger af muskelaktivitet. Muskelvæv indeholder to forbindelser med en stor forsyning af let tilgængelig energi i form af energirige fosfatbindinger - kreatinphosphat og adenosintrifosfat (ATP). Når disse phosphatgrupper spaltes fra disse forbindelser, frigives energi til muskelkontraktion. For at musklerne skal indgå igen, skal disse forbindelser genoprettes til deres oprindelige form. Dette kræver energi, som tilvejebringes ved oxidation af glycogens nedbrydningsprodukter. Med muskelkontraktion omdannes glycogen til glucosephosphat og derefter gennem en række reaktioner til fructosediphosphat. Fruktozodifosfat deler sig i to tre-carbon-forbindelser, hvorfra efter en række første skridt dannede pyrodruesyre, og til sidst - mælkesyre som det allerede er blevet nævnt i beskrivelsen af ​​kulhydratstofskiftet. Denne omdannelse af glycogen til mælkesyre ledsaget af frigivelse af energi kan forekomme i fravær af oxygen.

Med mangel på ilt akkumuleres mælkesyre i musklerne, diffunderer ind i blodbanen og kommer ind i leveren, hvor glykogen igen dannes fra den. Hvis der er nok ilt, akkumuleres mælkesyre ikke i musklerne. I stedet, som beskrevet ovenfor, oxideres den fuldstændigt gennem en tricarboxylsyrecyklus til carbondioxid og vand til dannelse af ATP, der kan anvendes til reduktion.

Metabolismen af ​​kulhydrater i det nervøse væv og erytrocytter adskiller sig fra metabolismen i musklerne, idet glykogen ikke er involveret her. Men her er også mellemproduktene pyruviske og mælkesyrer, der dannes under splittelsen af ​​glucosephosphat.

Glucose anvendes ikke kun i cellulær respiration, men også i mange andre processer: syntese af lactose (mælkesukker), dannelse af fedtstoffer samt de særlige sukkerarter, der udgør polysacchariderne i bindevævet og et antal andre væv.

Leverglycogen syntetiseret ved absorption af kulhydrater i tarmene er den mest tilgængelige kilde til glukose, når absorption er fraværende. Hvis denne kilde er opbrugt, begynder processen med gluconeogenese i leveren. Glucose dannes af nogle aminosyrer (fra 100 g protein dannes 58 g glucose) og adskillige andre ikke-carbohydratforbindelser, herunder fra glycerolrester af neutrale fedtstoffer.

Nogle, men ikke så vigtige, rolle i metabolisme af kulhydrater er nyrerne. De udskiller overskydende glukose fra kroppen, når koncentrationen i blodet er for høj; Ved lavere koncentrationer udskilles glucose praktisk talt ikke.

Flere hormoner er involveret i regulering af kulhydratmetabolisme, herunder bugspytkirtelhormoner, den forreste hypofyse og binyrebarken.

Pankreas hormoninsulin reducerer koncentrationen af ​​glucose i blodet og øger koncentrationen i cellerne. Tilsyneladende stimulerer det også opbevaring af glycogen i leveren. Corticosteron, binyrebarkens hormon og adrenalin, der produceres af binyrens medulla, påvirker metabolisme af kulhydrater, stimulerer nedbrydning af glykogen (hovedsageligt i muskler og lever) og syntese af glucose (i leveren).

Lipider.

Suge.

I tarmene efter fordøjelsen af ​​fedtstoffer forbliver hovedsageligt frie fedtsyrer med en lille blanding af cholesterol og lecithin og spor af fedtopløselige vitaminer. Alle disse stoffer er meget fint dispergerede på grund af den emulgerende og solubiliserende virkning af galdesalte. Solubiliserende virkning er normalt forbundet med dannelsen af ​​ustabile kemiske forbindelser mellem fedtsyrer og salte af galdesyrer. Disse komplekser trænger ind i tyndtarmens epitelceller og bryder ned i fedtsyrer og galdesalte. Sidstnævnte overføres til leveren og udskilles igen fra galden, og fedtsyrer indtræder i kombination med glycerol eller kolesterol. De resulterende rekonstruerede fedtstoffer kommer ind i lymfekarrene i mesenteriet i form af en mælkeagtig juice, den såkaldte. "Chyle". Fra mesenteriets skibe går hylus ind i kredsløbssystemet gennem lymfesystemet gennem thoraxkanalen.

Efter fordøjelse af fødevarer stiger indholdet af lipider i blodet fra ca. 500 mg (fastende niveau) til 1000 mg pr. 100 ml plasma. Lipiderne i blodet er en blanding af fedtsyrer, neutrale fedtstoffer, phospholipider (lecithin og kefalin), cholesterol og cholesterolestere.

Distribution.

Blodet leverer lipider til forskellige væv i kroppen og især til leveren. Leveren har evnen til at modificere fedtsyrerne, der kommer ind i den. Dette er især udtalt i arter, der lagrer fedtstoffer med et højt indhold af mættede eller omvendt umættede fedtsyrer. I leveren af ​​disse dyr ændres forholdet af mættede og umættede syrer på en sådan måde, at det fedt, der aflejres, svarer til det fedt, der er forbundet med denne organisme.

Fedt i leveren bruges enten til energi, eller overføres til blodet og leveres til forskellige væv. Her kan de indgå i strukturelementerne i væv, men de fleste af dem er deponeret i fedtdeponerne, hvor de opbevares, indtil der er behov for energi. så overføres de igen til leveren og oxideres her.

Lipidmetabolisme, som kulhydrater, reguleres homeostatisk. Mekanismerne for homeostase, der påvirker lipid og kulhydratmetabolisme, er tilsyneladende nært beslægtede, da den langsomme metabolisme af kulhydrater øger lipidernes metabolisme og omvendt.

Transformationer og brug.

Fire carbon-syrer - acetoeddikesyre (et kondensationsprodukt af to acetat-enheder) og b-hydroxybutyr- og en trecarbonforbindelsesacetone, dannet, når et carbonatom spaltes fra acetoeddikesyre, er kollektivt kendt som keton (acetone) kroppe. Normalt er ketonlegemer til stede i blodet i små mængder. Deres overdrevne dannelse i svær diabetes fører til en forøgelse af deres indhold i blodet (ketonæmi) og i urinen (ketonuria) - denne betingelse betegnes med udtrykket "ketosis".

Proteiner.

Suge.

Når der fordøjes proteiner med fordøjelsesenzymer, dannes en blanding af aminosyrer og små peptider indeholdende fra to til ti aminosyrerester. Disse produkter absorberes af tarmslimhinden, og her er hydrolysen afsluttet - peptiderne bryder også ned i aminosyrer. De aminosyrer, der kommer ind i blodet, blandes med de samme aminosyrer, der findes her. Blodet indeholder en blanding af aminosyrer fra tarmene, dannet under nedbrydning af vævsproteiner og syntetiseret af kroppen igen.

Syntese.

I vævene er nedbrydningen af ​​proteiner og deres neoplasma i gang. Aminosyrerne indeholdt i blodet absorberes selektivt af vævene som udgangsmateriale til opbygning af proteiner, og andre aminosyrer trænger ind i blodet fra vævene. Ikke alene strukturelle proteiner, men også plasmaproteiner, såvel som proteinhormoner og enzymer, er genstand for syntese og henfald.

I en voksen organisme er aminosyrer eller proteiner praktisk taget ikke opbevaret, og fjernelsen af ​​aminosyrer fra blodet sker derfor i samme takt som deres indtræden fra vævene ind i blodet. I en voksende organisme dannes nye væv, og denne proces forbruger flere aminosyrer, end den kommer ind i blodet på grund af nedbrydning af vævsproteiner.

Leveren er involveret i metabolismen af ​​proteiner på den mest aktive måde. Her syntetiseres blodplasaproteiner - albumin og globuliner - såvel som leverenes egne enzymer. Således er indholdet af albumin i plasma ved tab af plasmaproteiner genoprettet - på grund af intensiv syntese - ret hurtigt. Aminosyrer i leveren anvendes ikke kun til dannelse af proteiner, men er også nedbrudt, hvor energien i dem udvindes.

Transformationer og brug.

Hvis aminosyrer anvendes som energikilde, vil aminogruppen (-NH2) sendes til dannelsen af ​​urinstof, og den nitrogenfrie rest af molekylet oxideres på omtrent samme måde som glucose eller fedtsyrer.

Den såkaldte "ornithincyklus" beskriver, hvordan ammoniak omdannes til urinstof. I denne cyklus forbindes aminogruppen, der er spaltet fra aminosyren i form af ammoniak, sammen med carbondioxid til ornithinmolekylet for at danne citrullin. Citrullin tilføjer et andet nitrogenatom, denne gang fra asparaginsyre, og omdannes til arginin. Dernæst hydrolyseres arginin til dannelse af urinstof og ornithin. Ornithin kan nu genoptage cyklussen, og urinstof fjernes fra kroppen gennem nyrerne som et af slutprodukterne af stofskiftet. Se også hormoner; enzymer; Fedtstoffer og olier; NUCLEISKE Syrer; protein; VITAMINER.

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

Komplekse kulhydrater: Liste over produkter (bord)

Er det muligt at spise røde rødder på en tom mave hver dag for børn og voksne