Vart får kroppen energi från
Metabolism
Metabolism, även kallat ämnesomsättning[1], existerar en sammanfattande namn vid dem processer var näringsämnen samt medicin tas upp, omvandlas, bryts ner inom kroppen, omsätts mot energi och/eller avlägsnas ur kroppen.[2] på denna plats ingår en många stort antal kemiska reaktioner. Dessa processer utgör grundvalen till själva existensen. dem utför detta möjligt på grund av cellerna för att växa samt föröka sig, för att underhålla dem strukturer likt cellerna existerar uppbyggda från samt för att justera sig mot förändringar inom deras livsmiljö.
Metabolismen styrs från flera överordnade samt koordinerade organsystem samt processer. Sköldkörteln bildar ämnesomsättningshormonernatyroxin samt trijodtyronin vilka reglerar ämnesomsättningens hastighet. Näringsämnena måste spjälkas loss ifrån födan till för att behärska upptas från blodet, vilket sker inom matspjälkningen, varefter ämnena cirkulerar inom blodomloppet tills dem når målcellerna. Hjärt- samt kärlsystemet självt förser cellerna dels tillsammans med ämnesomsättningshormoner, dels tillsammans med syre. Via utsöndringen samt mag- samt tarmsystemet lämnar slaggprodukter kroppen samt ämnen tas upp eller sugs in.
Många från ämnesomsättningens kemiska reaktioner samverkar inom välorganiserade länkar som är kopplade samman ofta för att binda eller säkra något, var enstaka molekyl modifieras inom flera steg ifrån ett struktur mot ett ytterligare, tillsammans med en särskilt enzym på grund av varenda steg. Enzymerna existerar centrala till dessa processer, till dem fullfölja detta möjligt till cellen för att utföra termodynamiskt ofördelaktiga processer genom för att dessa processer kopplas mot processer vilket existerar termodynamiskt fördelaktiga. Detta kallas intermediär metabolism. Enzymerna fullfölja även för att cellen förmå reglera processerna, detta önskar yttra styra hur massiv mängd molekyler såsom förändras, därför för att olika mängder produceras då förhållandena inom omgivningen förändras.
Processerna delas in inom numeriskt värde typer:[2]
- Katabolism, sönderdelning från molekyler till för att utvinna energi samt byggstenar mot andra processer. en modell vid detta existerar cellandning. en annat existerar den matsmältning vilket sker redan inom munhålan samt huvudsakligen består från mekanisk samt kemisk bearbetning. då maten besitter processats samt näringsämnena besitter brutits ner ifrån stora molekyler mot mindre tas dem upp inom blodet samt transporteras ut mot cellerna, antingen på grund av för att brytas ner ytterligare och/eller användas från anabolismen. Oanvändbara ämnen kunna antingen passera rakt igenom matsmältningskanalen alternativt utsöndras ur kroppen genom särskilda utsöndringssystem, mot modell njurar samt svettkörtlar.
- Anabolism, uppbyggnad från stora molekyler, mot modell proteiner samt aminosyror genom sammansättning från flera mindre molekyler. Den tar nära då näringsämnena besitter brutits ner mot hanterbara molekyler.
Levern existerar betydande inom ämnesomsättningen samt både producerar enzymer samt hanterar ämnen vid cellnivå. denna plats omvandlas till kroppen svårhanterbara ämnen mot något användbart alternativt något likt existerar mera lättlösligt samt därmed enklare för att bli från tillsammans med. (Dessa processer är kapabel vandra fel, mot modell nedbrytande process från alkohol var etanol blir ättiksyra, naturligt förekommande inom kroppen, metanol blir inom identisk process myrsyra vilket existerar många giftigt.)
Inom farmakokinetik används termen metabolism inom betydelsen omvandling från medicin inom kroppen. var innebär exempelvis begreppet förstapassagemetabolism för att en medicin såsom intas via munnen förändras innan detta når blodomloppet, samt begreppet fas II-metabolism för att kroppen konjugerar ämnet tillsammans någon syra, mot modell fosfat alternativt glukuronsyra, därför för att detta på det sättet blir mer lättlösligt.
Vad kroppen upplever likt näring respektive gift beror vid vilka processer den äger ingång mot inom sitt metaboliska struktur. ett sektion prokaryoter lever vid vätesulfid samt utvinner sin energi ur den. dock på grund av samtliga vilt existerar vätesulfid en gift. Metabolismens snabbhet påverkar starkt hur många näring cellen behöver.
Ett slående förhållande tillsammans metabolismen existerar för att detta finns således stora likheter mellan olika organismer vilket ej alls existerar närbesläktade. därför äger man mot modell funnit identisk karboxylsyror både inom bakterienEscherichia coli samt inom elefantens samtliga celler. Dessa likheter beror troligen vid för att processerna fanns inom enstaka gemensam förfader inom evolutionshistorien.
De ämnen vilket metaboliserats utsöndras via njurarna inom urinen. Fettlösliga ämnen (steroider) utsöndras via gallan. Ibland förmå dessa tas upp från tarmarna nedanför gallblåsan samt åter transporteras mot levern inom detta således kallade enterohepatiska kretsloppet.
De viktigaste biologiska molekylerna
[redigera | redigera wikitext]De strukturer såsom varelse, växter samt mikroorganismer består från byggs upp från en stort antal olika molekyler. dock man brukar dela in dem inom klasser vilket äger stora likheter inbördes. dem tre största från dessa grupper är:
- Aminosyror
- Kolhydrater
- Lipider (som även är kapabel kallas på grund av fetter)
Metabolismen består från processer liksom tillverkar dem molekyler liksom cellens strukturer byggs upp från samt processer på grund av för att dela upp molekyler således för att cellen förmå utvinna energi ur dem. dem molekyler liksom sönderdelas på grund av för att ge energi förmå komma direkt ifrån födan alternativt tas ifrån cellens egna strukturer. enstaka sektion från dem små molekyler såsom blir resultatet nära energiutvinning blir byggstenar såsom används från dem uppbyggande processerna.
Många viktiga biologiska molekyler byggs upp genom för att en stort antal små molekyler ur enstaka ganska små assemblage fogas samman inom långa rader. en mening till liknande sammansatta molekyler inom allmänhet existerar kemisk förening bestående av stora molekyler samt dem enkla beståndsdelarna kallas följdriktigt på grund av monomerer. dem viktigaste från polymererna existerar DNA samt proteiner. Nedan följer ett tabell tillsammans med dessa samt några mot.
Aminosyror samt proteiner
[redigera | redigera wikitext]Proteiner består från aminosyror likt existerar fästade inom varandra inom långa länkar som är kopplade samman ofta för att binda eller säkra något, varenda aminosyra existerar fäst nära numeriskt värde andra, utom dem inom ändarna. Den bindning vilket bygger upp proteinerna kallas peptidbindning. flera från proteinerna existerar enzym, vilket katalyserar dem kemiska processer liksom metabolismen består från. andra proteiner utgör den mekaniska stommen, cytoskelettet inom cellen, alternativt äger mekaniska funktioner. Proteiner existerar även viktiga såsom signalsubstanser på grund av överföring mellan celler, vilket antikroppar inom immunförsvaret, på grund av för att hålla ihop celler likt utgör vävnad tillsammans samt till för att utföra energisk försändelse från vissa molekyler mellan cellens insida samt utsida ovan cellmembranet.
Lipider
[redigera | redigera wikitext]Lipider existerar enstaka samlingsbeteckning till flera olika molekyler. Deras viktigaste funktioner existerar såsom isolerande skikt inom cellmembranet mellan cellens inre samt ämnena utanför, samt liksom energilager. Oftast definieras lipiderna liksom dem biologiska molekyler vilket existerar hydrofoba alternativt amfipatiska samt såsom förmå lösning inom organiskalösningsmedel (till modell bensen).
Fetterna existerar ett massiv team från lipider vilket består från fettsyror samt glycerol. Triacylglycerol existerar ett molekyl såsom kunna bildas från tre fettsyreestrar liksom binds samman från ett glycerolmolekyl.
Kolhydrater
[redigera | redigera wikitext]Kolhydrater existerar länkar som är kopplade samman ofta för att binda eller säkra något inom formen från aldehyder alternativt ketoner tillsammans med flera hydroxylgrupper. dem är kapabel existera enkelt raka, hänga ihop inom enstaka fingerprydnad, alternativt existera glest grenade. Kolhydraterna existerar dem allra vanligaste molekylerna inom den biologiska världen samt dem äger flera olika funktioner, mot modell lagring samt försändelse från energi (stärkelse, glykogen) samt för att ge mekanisk stadga samt form eller gestalt åt cellen (cellulosa inom växter, kitin inom flera djur). dem primär byggstenarna till kolhydrater kallas monosackarider. Kolhydrater kunna även kallas polysackarider. Den maximalt förekommande heter glukos, dock detta finns flera andra varianter, mot modell galaktos samt fruktos. detta stora antalet varianter från monosackarider samt chansen för att införa avdelningar fullfölja för att kolhydraterna förekommer inom oerhört flera varianter.
Arvsmassan - nukleotider
[redigera | redigera wikitext]Polymererna DNA samt RNA existerar långa länkar som är kopplade samman ofta för att binda eller säkra något från nukleotider. Dessa molekyler innehåller samt långtidslagrar all genetisk data inom levande organismer. Den definierar vilka proteiner vilket bör bildas genom avskrift resultat från proteinsyntes. Informationen inom DNA skyddas från särskilda reparationsmekanismer samt mångfaldigas från replikationsprocessen. en fåtal virustyper, mot modell virus, långtidslagrar sin genetiska data inom RNA. Dessa använder omvänd avskrift till för att producera DNA utifrån sin RNA. Medan dem flesta RNA-molekylerna används endast likt information på grund av protein såsom bör tillverkas, finns en relativt fåtal RNA-molekyler såsom används direkt vilket dem existerar, mot modell inom ribosomer.
Koenzym
[redigera | redigera wikitext]Metabolismen innefattar en många stort antal kemiska reaktioner. dock dem flesta kunna grupperas inom någon från en fåtal elementär reaktionstyper vilket överför ett funktionell samling mellan numeriskt värde molekyler. Denna gemensamma kemi fullfölja för att cellerna är kapabel klara sig tillsammans med förhållandevis ett fåtal typer från överföringsmolekyler, likt överför funktionella grupper mellan olika reaktioner. dem denna plats överföringsmolekylerna kallas koenzym. Man brukar yttra för att dem kemiska reaktioner liksom överför funktionella grupper tillsammans med hjälp från identisk koenzym hör mot identisk klass. Lägg symbol mot för att koenzymet på denna plats utgör substrat på grund av enzymerna. enstaka sektion från enzymerna tillverkar koenzymet medan andra tar isär detta igen.
Adenosintrifosfat (ATP) existerar en många viktigt koenzym. detta existerar helt ledande inom funktionen för att överföra energi mellan olika processer. (Det existerar även ett nukleotid.) Nästan samtliga processer inom cellen såsom behöver energi får energin genom för att ATP tillförs. detta gäller mot modell anaboliska processer samt muskelarbete. ATP tillverkas från kataboliska processer. nära varenda given tidpunkt finns endast en relativt fåtal ATP-molekyler. dock detta förbrukas samt återbildas inom många upphöjd takt. beneath en dygn producerar (och förbrukar) ett människokropp ungefär sin personlig vikt från ATP. ATP används även på grund av för att placera fosfatgrupper vid olika molekyler (fosforylering).
Mineraler samt kofaktorer
[redigera | redigera wikitext]Oorganiska ämnen besitter även viktiga funktioner inom metabolismen. ett sektion förekommer inom stora mängder inom cellen, mot modell natrium samt kalium. andra förekommer endast inom många små koncentrationer, mot modell selen. inom enstaka däggdjurscell utgörs 99% från läka massan från grundämnena kol, kväve, kalcium, natrium, klor, kalium, väte, syre samt svavel. dem organiska molekylerna (proteiner, kolhydrater samt lipider) innehåller huvuddelen från kolet samt kvävet medan detta mesta från syret samt vätet finns inom vattenmolekyler. dem oorganiska grundämnen såsom förekommer rikligt fungerar liksom joniskaelektrolyter. dem viktigaste jonerna existerar natrium, kalium, kalcium, magnesium, klor, fosfat samt den organiska jonen bikarbonat. Cellerna upprätthåller noggrann riktig osmotiskt tryck samt pH-skillnad ovan cellmembranet genom för att reglera koncentrationerna från joner vid insidan samt utsidan. dem utför detta genom för att aktivt transportera väl valda joner genom membranet. Jonerna existerar även viktiga till nervernas samt musklernas funktion. Aktiviteten inom dessa vävnader sätts igång då joner flödar snabbt ovan membrangränsen. Elektrolyterna kommer in inom samt lämnar cellen genom särskilda proteiner vilket ligger inbäddade inom cellmembranet.
Övergångsmetallerna inom organismer finns oftast endast vilket spårämnen. från dessa äger zink samt järn dem högsta koncentrationerna. Dessa metaller samverkar tillsammans med vissa proteiner såsom kofaktorer samt existerar nödvändiga på grund av dessa enzyms funktion. modell existerar katalas samt detta syre-transporterande proteinet hemoglobin. Dessa kofaktorer binds starkt, dock ej kovalent mot dem proteiner dem samverkar tillsammans med. beneath den process såsom kofaktorn deltar inom är kapabel detta hända för att den modifieras, dock därefter återställs den ständigt mot sin normalform. Cellen äger särskilda proteiner liksom lagrar samt transporterar dessa ämnen, mot modell ferritin.
Katabolism
[redigera | redigera wikitext]Katabolism existerar dem metaboliska processer såsom delar upp molekyler inom mindre delar samt därmed frigör energi. denna plats ingår dem reaktioner vilket bryter ned samt oxiderar födan. Syftet tillsammans med dem kataboliska reaktionerna existerar bland annat för att förse dem anaboliska reaktionerna tillsammans med energi samt byggstenar. Den lägsta formen från katabolism (nedbrytning) ger koldioxid samt vätska vilket biprodukter.
De vanligaste kataboliska reaktionerna inom vilt är kapabel delas in inom tre steg.
- Stora organiska molekyler, mot modell proteiner, polysackarider alternativt lipider sönderdelas mot mindre beståndsdelar utanför cellen.
- De mindre molekylerna tas in inom cellen samt delas upp inom ännu mindre molekyler, vanligtvis acetyl-koenzym A, vilket frigör ett ganska små mängd energi.
- Acetylgruppen inom acetyl-koenzym A oxideras mot dricksvatten samt koldioxid inom citronsyracykeln samt elektrontransportkedjan. Detta frigör den stora andelen energi, genom för att reducerade vätebärare oxideras till för att forma ATP.
Matspjälkning
[redigera | redigera wikitext]Mycket stora molekyler, liksom stärkelse samt proteiner, är kapabel ej tas upp snabbt från cellerna. därför på grund av för att dem bör behärska användas inom cellens metabolism måste dessa molekyler ursprunglig spjälkas, detta önskar yttra delas upp inom mindre delar. Flera vanligt förekommande klasser från enzym spjälkar dessa polymerer. denna plats ingår mot modell proteaser, liksom spjälkar proteiner mot aminosyror, samt glukosidhydrolaser, vilket spjälkar polysackarider mot monosackarider.
Mikroorganismer samt svampar utsöndrar helt enkelt dem spjälkande enzymerna mot sin omgivning, medan vilt endast utsöndrar dessa enzymer ifrån särskilda celler inom matsmältningskanalen. dem aminosyror samt enkla sockermolekyler liksom vid detta sätt blir tillgängliga pumpas därefter in inom cellerna från särskilda transportproteiner vilket existerar fästade inom cellmembranet.
Utvinning från energi ifrån organiska molekyler
[redigera | redigera wikitext]Nedbrytandet från kolhydrater mot mindre molekyler kallas kolhydratkatabolism. Vanligtvis tas kolhydrater in inom cellerna inom struktur från monosackarider, efter för att dem delats upp utanför cellen.
Huvudspåret på grund av nedbrytningen inne inom cellen existerar glykolys, var monosackarider, mot modell glukos, omvandlas mot pyruvat samtidigt liksom ATP bildas. Pyruvat existerar en mellansteg längs flera olika metaboliska vägar, dock dem flesta omvandlas mot acetylkoenzym A samt används därefter inom citronsyracykeln. Citronsyracykeln existerar den inom särklass största energiproducenten inom dem flesta eukaryota celler. ett sektion från denna energi levereras inom form eller gestalt från ATP. dock den viktigaste produkten existerar NADH, liksom tillverkas från NAD+ då acetylkoenzym A oxideras. Denna kemisk reaktion med syre producerar även koldioxid, vilket cellen vanligtvis ej besitter någon användning på grund av, utan återför mot omgivningen. beneath anaeroba förhållanden producerar glykolysen mjölksyra, genom för att enzymet laktatdehydrogenas (LDH) återoxiderar NADH mot NAD+, sålunda för att detta förmå återanvändas inom glykolys. tillsammans med andra enzymer kunna glukos brytas ned mot pentoser, mot modell ribos, såsom existerar enstaka komponent inom DNA samt RNA. Fetter kataboliseras genom hydrolys mot fria fettsyror samt glycerol. Glycerolen går vidare mot glykolys samt fettsyrorna bryts ner mot acetylkoenzym A genom beta-oxidation. Acetylkoenzym A går sedan vidare mot citronsyracykeln. Fettsyror ger mer energi nära oxidering än kolhydrater ger, på grund av fettsyrorna innehåller många färre syreatomer.
Aminosyror kunna användas antingen såsom byggstenar nära tillverkning från proteiner samt enstaka sektion andra biologiska molekyler alternativt vilket ett energikälla genom för att dem oxideras mot urea samt koldioxid. enstaka majoritet från aminosyrorna är kapabel omvandlas mot glukos, genom glukoneogenes.
Energiomvandlingar
[redigera | redigera wikitext]Oxidativ fosforylering
[redigera | redigera wikitext]Vid oxidativ fosforylering flyttas elektroner ifrån molekylerna inom maten mot syre, via metaboliska omvandlingsvägar vilket citronsyracykeln. Den energi vilket då frigörs används mot för att tillverka ATP. inom eukaryota celler utförs denna process från enstaka uppsättning proteiner liksom befinner sig inom samt omkring detta inre membranet inom mitokondrierna. Dessa proteiner kallas elektrontransportkedjan. inom prokaryoter sitter elektrontranportkedjan inom en inre membran. inom båda fallen använder proteinerna den energi likt frigjorts från för att elektroner överförts ifrån reducerade molekyler såsom NADH mot syre, mot för att pumpa protoner genom cellmembranet.
När protoner pumpas ut ur detta inre från mitokondrien blir protonkoncentrationen lägre längst bort in samt högre inom detta mellersta utrymmet. Man kallar detta på grund av för att detta äger uppstått ett koncentrationsgradient. Gradienten fullfölja för att protoner tenderar för att röra sig igen mot detta inre. då enzymet ATPsyntas släpper tillbaka protoner mot detta inre kunna detta nyttja deras rörelse mot för att fosforylera (lägga mot enstaka fosfatgrupp till) enstaka adenosindifosfat, samt därmed tillverka enstaka ATP.
Utvinning från energi ifrån ljus
[redigera | redigera wikitext]Växter, vissa bakterier (till modell vissa cyanobakterier) samt vissa protister (till modell flera euglena) förmå utvinna energi ur ljus. Den på denna plats processen existerar ofta kopplad mot ett omvandling från koldioxid mot organiska substanser, såsom enstaka sektion från fotosyntesen, liksom kommenteras vidare längre ned inom artikeln. inom prokaryoter kunna energiutvinningen samt kolfixeringen jobba helt åtskilda. Principerna till den process liksom växterna använder till för att utvinna solenergi liknar oxidativ fosforylering. Båda processerna
- Lagrar energi inom form eller gestalt från enstaka skillnad inom protonkoncentration ovan en membran
- Åstadkommer skillnaden inom protonkoncentration genom för att nyttja enstaka elektrontransportkedja
- Tillverkar ATP genom för att nyttja protonkoncentrationsskillnaden
De elektroner såsom behövs till för att driva elektrontransportkedjan kommer inom fotosyntesen ifrån ljusinsamlande proteinkomplex vilket kallas fotosyntetiska reaktionscentra. dem brukar delas in inom numeriskt värde huvudklasser såsom besitter delvis olika roller inom elektrontransporten. dem innehåller även något olika varianter från klorofyll liksom existerar känsliga till något olika ljusfrekvenser, 680 respektive 700 nanometer. Ibland benämns dem i enlighet med detta P680 respektive P700. inom växter använder fotosystem II (P680) energin inom fotoner mot för att ta försvunnen elektroner ifrån vattenmolekyler. Närmast likt enstaka bieffekt bildas då syremolekyler. Elektronerna passerar sedan en cytokromkomplex såsom använder elektronens potenziell energi mot för att pumpa protoner genom tylakoidmembranet inom kloroplasten. Dessa protoner kommer åter genom membranet genom proteinkomplexet ATPsyntas samt ger samtidigt den energi vilket behövs på grund av för att ATPsyntas bör behärska tillverka ATP. Elektronerna rör sig sedan genom fotosystem inom (P700). Observera för att elektroner såsom kommer mot fotosystem inom, tidigare besitter varit inom fotosystem II. inom detta avseende kommer alltså fotosystem II före fotosystem inom. inom fotosystem inom kunna elektronen antingen användas mot för att minska NADP+, likt sedan används inom Calvincykeln, alternativt återanvändas inom ATP-tillverkningen.
Anabolism
[redigera | redigera wikitext]Anabolism existerar dem metaboliska processer såsom fullfölja molekyler större samt bygger upp komplexa molekyler. på grund av detta behövs en tillskott från energi. dem stora molekyler likt celler samt vävnader består från besitter vanligtvis byggts upp genom för att cellen stegvis lagt mot enstaka små molekyldel inom taget. Man förmå yttra för att anabolismen består från tre steg:
- Tillverkning från byggstenar, mot modell aminosyror, monosackarider samt nukleotider.
- Aktivering från ett byggsten således för att den blir kemiskt reaktiv. Detta innebär för att den modifieras därför för att den får upphöjd potentiell energi, mot modell genom för att enstaka fostatgrupp tillförs ifrån enstaka ATP-molekyl.
- Byggstenen läggs mot enstaka massiv molekyl såsom därmed blir ännu större, mot modell en protein, enstaka polysackarid alternativt enstaka nukleinsyra.
En sektion organismer är kapabel bygga upp samtliga sina molekyler ifrån dem enklaste samt vanligaste molekylerna inom omvärlden. liknande organismer kallas autotrofa. Hit hör växterna, likt förutom små mängder från några grundämnen använder koldioxid samt vätska såsom utgångsmaterial på grund av för att bygga upp sina strukturer. Heterotrofa organismer, å andra sidan, behöver resurser mot komplexa molekyler utifrån, mot modell aminosyror samt monosackarider, till för att behärska bygga upp sina strukturer. mot denna senare team organismer hör människan.