Енергетски метаболизам је скуп хемијских реакција које производе енергију потребну за обављање виталних функција живих бића.
Метаболизам се може поделити на:
- Анаболизам: Хемијске реакције које омогућавају стварање сложенијих молекула. Они су реакције синтезе.
- катаболизам: Хемијске реакције за разградњу молекула. Они су реакције деградације.
Глукоза (Ц.6Х.12О.6) је енергетско гориво ћелија. Кад се разбије, ослобађа енергију из хемијских веза и отпада. Управо та енергија омогућава ћелији да извршава своје метаболичке функције.
АТП: Аденозин трифосфат
Пре него што разумете процесе добијања енергије, морате знати како се енергија складишти у ћелијама док се не искористи.
То је захваљујући АТП (Аденозин трифосфат), молекулу одговорном за хватање и складиштење енергије. Чува енергију ослобођену разградњом глукозе у својим фосфатним везама.
АТП је нуклеотид који као основу има аденин и рибозу са шећером, формирајући аденозин. Када се аденозин веже за три фосфатна радикала, настаје аденозин трифосфат.
Веза између фосфата је врло енергетска. Дакле, у тренутку када ћелији треба енергија за неку хемијску реакцију, везе између фосфата се прекидају и енергија се ослобађа.
АТП је најважније енергетско једињење у ћелијама.
Међутим, треба нагласити и друга једињења. То је зато што се током реакција ослобађа водоник који се превози углавном од две супстанце: НАД+ и ФАД.
Механизми за добијање енергије
Метаболизам ћелијске енергије се јавља фотосинтезом и ћелијским дисањем.
Фотосинтеза
ТХЕ фотосинтеза је процес синтезе глукозе из угљен-диоксида (ЦО2) и воде (Х.2О) у присуству светлости.
Одговара аутотрофном процесу који спроводе бића која јесу хлорофил, на пример: биљке, бактерије и цијанобактерије. У еукариотским организмима се фотосинтеза јавља у хлоропласти.
Ћелијско дисање
ТХЕ ћелијско дисање је процес разградње молекула глукоза да ослободи енергију која је у њему ускладиштена. Јавља се у већини живих бића.
То се може учинити на два начина:
- аеробно дисање: у присуству амбијенталног гаса кисеоника;
- анаеробно дисање: у одсуству гаса са кисеоником.
Аеробно дисање се одвија кроз три фазе:
Гликолиза
Први корак ћелијског дисања је гликолиза, који се јавља у цитоплазми ћелија.
Састоји се од биохемијског процеса у којем молекул глукозе (Ц.6Х.12О.6) се разлаже на два мања молекула пирувичне киселине или пирувата (Ц.3Х.4О.3), ослобађајући енергију.
Кребсов циклус
Кребсова шема циклуса
О. Кребсов циклус одговара низу од осам реакција. Има функцију да поспешује разградњу крајњих производа из метаболизма угљених хидрата, липида и различитих аминокиселина.
Ове супстанце се претварају у ацетил-ЦоА, уз ослобађање ЦО2 и Х.2Синтеза О и АТП.
Укратко, у процесу ацетил-ЦоА (2Ц) ће се трансформисати у цитрат (6Ц), кетоглутарат (5Ц), сукцинат (4Ц), фумарат (4Ц), малат (4Ц) и оксаоцетну киселину (4Ц).
Кребсов циклус се одвија у митохондријској матрици.
Оксидативна фосфорилација или респираторни ланац
Шема оксидативне фосфорилације
ТХЕ оксидативне фосфорилације то је завршна фаза енергетског метаболизма у аеробним организмима. Такође је одговоран за већи део производње енергије.
Током гликолизе и Кребсовог циклуса, део енергије произведене разградњом једињења складиштен је у међу молекулима, као што је НАД+ и ФАД.
Ови интермедијарни молекули ослобађају побуђене електроне и Х јоне+ који ће проћи кроз скуп транспортних протеина, који чине респираторни ланац.
Дакле, електрони губе енергију која се затим складишти у молекулима АТП.
Енергетски биланс овог корака, односно оног што се производи дуж читавог ланца транспорта електрона је 38 АТП.
Аеробни енергетски биланс дисања
Гликолиза:
4 АТП + 2 НАДХ - 2 АТП → 2 АТП + 2 НАДХ
Кребсов циклус: С обзиром да постоје два молекула пирувата, једначина се мора помножити са 2.
2 к (4 НАДХ + 1 ФАДХ2 + 1 АТП) → 8 НАДХ + 2 ФАДХ2 + 2 АТП
Оксидативне фосфорилације:
2 НАДХ из гликолизе → 6 АТП
8 НАДХ Кребсовог циклуса → 24 АТП
2 ФАДХ2 Кребсовог циклуса → 4 АТП
Укупно 38 АТП-а произведених током аеробног дисања.
Најважнији пример анаеробног дисања је ферментација:
Ферментација
ТХЕ ферментација састоји се само од прве фазе ћелијског дисања, односно гликолизе.
Ферментација се одвија у хијалоплазма, када кисеоник није доступан.
Може бити следећих врста, у зависности од производа насталог разградњом глукозе:
Алкохолна ферментација: Два произведена молекула пирувата претварају се у етил алкохол, уз ослобађање два молекула ЦО2 и формирање два АТП молекула. Користи се за производњу алкохолних пића.
Млечна ферментација: Сваки молекул пирувата се претвара у млечну киселину, формирајући два АТП молекула. Производња млечне киселине. Јавља се у мишићним ћелијама када постоји превелик напор.
Сазнајте више, прочитајте такође:
- Метаболизам
- Анаболизам и катаболизам
- Метаболизам ћелија
- Хемијске реакције
- Биохемија
Вежбе пријемног испита
1. (ПУЦ - РЈ) Ово су биолошки процеси који су директно повезани са ћелијским трансформацијама енергије:
а) дисање и фотосинтеза.
б) варење и излучивање.
в) дисање и излучивање.
г) фотосинтеза и осмоза.
д) варење и осмоза.
а) дисање и фотосинтеза.
2. (Фатец) Могу ли мишићне ћелије да добију енергију аеробним дисањем или ферментацијом, када спортиста падне у несвест након трчања од 1000 м, због недостатка Адекватна оксигенација вашег мозга, кисеоник који долази до мишића такође није довољан да задовољи респираторне потребе мишићних влакана која почињу да акумулирати:
а) глукоза.
б) сирћетна киселина.
в) млечна киселина.
г) угљен-диоксид.
д) етил алкохол.
в) млечна киселина.
3. (УФПА) Процес дисања ћелија одговоран је за (а)
а) потрошња угљен-диоксида и ослобађање кисеоника у ћелије.
б) синтеза органских молекула богатих енергијом.
в) редукција молекула угљен-диоксида у глукозу.
г) уградњу молекула глукозе и оксидацију угљен-диоксида.
е) ослобађање енергије за виталне ћелијске функције.
е) ослобађање енергије за виталне ћелијске функције.
