Általános minták anyagcsere és energia az emberi szervezetben
Anyagcsere és energia - ez egy kötelező feltétele a létezését az élő szervezetekre. A test a külső környezet ellátni energiával és építési anyagok, valamint ezen anyagok feldolgozása és végül a felesleges termékek feldolgozása kiválasztódnak a környezetet. Így, az anyagcsere úgy reprezentálható, mint három eljárás.
1. Pischevarenie- az a folyamat, amely a tápanyagok általában nagy molekulatömegű, és idegen test, hatása alatt emésztőenzimek bomlanak le, és alakítjuk egyszerű vegyületek - univerzális minden élő szervezet számára. Fehérjék, például lebontják aminosavak ugyanazok, mint aminosavak a szervezet. Az élelmiszer szénhidrát gyártott univerzális monoszacharid - glükóz. Ezért a emésztés végtermékeit lehet bejuttatni a belső környezet a szervezet és a sejtek különböző célokra használt.
2. Metabolizm- egy sor kémiai reakciók, amelyek előfordulnak a belső környezet a test. Néha azonban a „metabolizmus” kifejezés szinonimájaként anyagcserét.
3. Vydelenie- az eljárás megszüntetésére hulladék anyagokat a szervezetből. Ez a folyamat zajlik, mint az utolsó szakaszában az emésztés és az anyagcsere során. Az utóbbi esetben a felosztási rész vér és speciális kiválasztó szervek bomlástermékei nitrogéntartalmú anyagok -pochki.
Hozzárendelése külső és köztes típusú metabolizmus. Külső anyagcserét - az extracelluláris átalakítása anyagok módon a jövedelem és elosztása. Ez a fajta csere általában vizsgálták fiziológia tanfolyamok cheloveka.Promezhutochny obmenveschestv - anyagcsere a sejten belül, azzal konvertáló élelmiszer-komponensek után az emésztés és a felszívódás. Köztes csere tárgya a tanulmány a biokémia. Gyakran az intracelluláris anyagcsere-folyamatok, a kifejezést használjuk. Anyagcsere a több egymást követő enzimes reakciók.
A sejt-metabolizmus áll két stream reakciók - az energia (katabolizmus) és konstruktív metabolizmus (anabolizmust) .Katabolizm (disszimilációs) - egy olyan folyamat, a bomlási tápanyag anyagok kívülről érkező alkotnak energia-szubsztrátumokat. Energia-anyagcsere felhalmozódásához vezet a celluláris energia, amelyet azután fogyasztható minden sejt energia-függő folyamatok.
Anabolizmus (asszimiláció) - a bioszintetikus folyamat biztosítása építőelemek a sejt az anyagok kívülről érkező. Anabolizmus járó energiafogyasztást. Anabolikus és katabolizmust konjugátumot, és a teljes ezek nevezik - amfibolizmom vagy központi metabolikus reakciók. Tehát amfibolizm - konjugátum katabolikus és az anabolikus folyamatokat.
Az anyagcsere azonosítani két rokon, de különböző folyamatok - anabolikus és katabolizmust. Anabolizmus (asszimiláció) egy sor kémiai reakciók, amelyek eredményeként az egyszerű vegyületek kialakult komplex szerves anyagok, amelyek specifikusak a szervezetre (nukleinsavak, fehérjék, stb). Anabolikus reakciók lépnek fel a kémiai energia formájában energiában gazdag kötések (főként ATP) és redukáló ekvivalens (NADN2 és NADFN2) által alkotott bomlása Bioorganic vegyületek.
A katabolizmus (disszimilációs) átlagos szétesési az összetett szerves molekulák egyszerűbb, vagy amíg a végén kis molekulatömegű kinyert termékek a szervezetben. Katabolikus reakciókat kísérik megjelenése a szabad energia, amely tartalmazza a komplex molekulák szerves anyagok. Része ennek energia alakul kémiai energiává formában (ATP-t és redukáló ekvivalensek al.) És tárolják a sejtek a szervezet formájában szénhidrátok, lipidek és a fehérjék. A legtöbb energia hőként eltűnt. Továbbá, mivel ez a többlépcsős folyamat, számos közbenső metabolitok (piruvát, oxálacetát, alfa-ketoglutarát, acetil SKoA és mások), amely felhasználható az anabolikus reakciókban szubsztrátjai - forrásai szénatomos.
Így, hogy szoros kapcsolat van az anabolizmust és a katabolizmus látható három szinten: 1) a forrása a szénatomok; 2) olyan energiaszinten, ami (ATP); 3) szintjén a redukáló ekvivalensek (1. ábra).
Sebesség és az egyensúly anabolikus és katabolikus folyamatok függ a kortól és az emberi motoros aktivitás, környezeti hőmérséklet és a szervezetben (például betegség), a minőségi és mennyiségi összetétele, az élelmiszerek és sok más tényező. Így a gyerekek az anabolikus folyamatokat elsőbbséget élvez katabolikus, ami megteremti a növekedés, a test, a növekvő volumene szövetek és szervek. anabolikus reakció léphet fel a magas energiaárak, így a gyerekek számára nem ajánlott súlyos és hosszan tartó fizikai aktivitás, ami lassítja a növekedési folyamat. Különbségek az átlagos sebesség az asszimiláció és disszimiláció legkifejezettebb közvetlenül a születés után, majd fokozatosan kisimult. 17-20 éves dinamikus egyensúly alakul ki a két fél között az anyagcserét. Azóta, az organizmus növekedési lényegében megszűnik, amely rögzítve van a relatív állandóságának testtömeg. Az öregedő szervezetben uralja a katabolikus folyamatokat. Ez csökkentéséhez vezet a szerkezeti fehérjék, hormonok, enzimek, könnyen használatba az energiaforrások és más, fiziológiailag fontos anyagok, és ezért a csökkentett funkcionalitású szervek és szövetek romlik az anyagcsere folyamatok szabályozásában, nehéz organizmus helyreállítási edzés után.
Ábra. Egymáshoz a katabolikus és anabolikus anyagcsere-folyamatok
Az egész életet megváltoztató, mint a teljes intenzitású anyagcsere-folyamatokat. A legmagasabb születési, fokozatosan csökken a felnőttkorig, stabilizálódik egy meglehetősen jelentős idő, és újra az életkorral csökken. A nagy intenzitású az anyagcsere-folyamatok a test biztosítja a gyors növekedés, a gyors felújíthatók szövetek, létrehozza a szükséges előfeltételeket megnövekedett funkcionális aktivitását.
Minden változtatás a metabolikus folyamatok zajlanak hatása alatt a külső tényezők, amelyek adaptív jellegű. Ők biztosítják a fokozott ellenállás a hatását ezeket a tényezőket. Mivel az anyagcsere igen változatos lehet, a szükséges állandóságot 10 műszakban vagy állandók a szervezetben, az élő szervezetek magas adaptív képességét. Így, amikor végez intenzív izom munka meredeken emelkedik disszimilációs folyamatokat, energiát biztosít az izmok aktivitását. Befejezése után energia csere történik kapcsolási át utántöltésével töltött energia-szubsztrátumokat, elpusztítja a szerkezeti fehérjék, enzimek, a szintézis sok létfontosságú anyagok a szervezet számára, t. E. Kezdje uralni a asszimilációs folyamat. Ezért egy állandó feszültség izomtréninggel nyújthat a gyakori anabolikus katabolikus folyamatok fölött, amely elvezet a felhalmozódása működéséhez fontos, izom kontraktilis fehérjék, energia-szubsztrátumokat, enzimeket, és más anyagok javítására a funkcionalitást a szervezetben.
Erősítése katabolikus folyamatok akkor is megfigyelhető csökkenés a környezeti hőmérséklet. Így növelve a kialakulását hő megvédi a testet az hipotermia. Növekedési sebesség disszimilációs megfigyelt betegségek, ez a hőforrás, amely növeli a hőmérséklet a test.
A kurzus az anyagcsere folyamatok jelentős hatással táplálkozás. Túlzott táplálékfelvétel az emberi szervezetben növekedéséhez vezet az anabolikus folyamatokat, elsősorban a lipid-szintézis, ami fejlődését elhízás. Ezzel szemben, nem elegendő, és a nem megfelelő szempontjából minőségi összetételét étrend vezethet csökkenését általános intenzitását a metabolizmus és a túlsúlya a bomlási folyamatok a szintézis folyamatok. Ez viszont, kíséri cachexia (sorvadás), és lehet a halál okát. Kachexia is előfordulhat patológiájában, mint például a terminális stádiumban a rosszindulatú daganatok, amikor az emberi sejtekben kezdődik katabolikus folyamatok érvényesülnek csökkenése miatt a saját bevételek építési és az üzemanyag-molekulák.
Számos környezeti tényezők hatással vannak egyes kérdéseiről anyagcsere-folyamatokat. Így maradjon a nap növeli a reakció szintéziséhez szükséges és felhalmozódását a bőrben lévő melanin, amely védi a szervezetet a ultraibolya sugárzás képes előidézni photoaging és a bőrrák.
Anyagcsere egy rendkívül összehangolt és célzott sejt aktivitás részvételének biztosítása számos, egymással összefüggő multienzim rendszerek. Ez áll a több száz különböző enzimes reakciók, amelyek mindegyike alá az első és második termodinamika. Az átalakítás a szerves vegyületek a sejtben hajtjuk végre általában formájában egy lánc vagy reakciósor nevezett anyagcsereutak, és magában foglalja a vegyület reakciója az ilyen - metabolitok.
Az anyagcsere jellemzi többlépcsős folyamat zajlik. A katabolizmus tápanyagok magában foglalja a 3 fő fázisból áll - előállítására, közbenső és végső (2. ábra). Az előkészítési szakaszban komplex molekulák a szénhidrátok, zsírok és fehérjék, hogy megtörjük a strukturális monomerek: fehérjék - aminosavakhoz, komplex szénhidrátok - a monoszacharidok lényegében a glükóz, a zsír - a glicerin és zsírsavak. Így elhanyagolható mennyiségű potenciális energia (körülbelül 1%), a hő formájában. Az ilyen bomlás tápanyagok az emésztőrendszer és a citoplazmában vagy a lizoszómákban a sejtek különböző szövetek által enzimek vonatkozó általában osztályába hidrolázok. A közbenső szakaszban tartalmazza intracelluláris reakciók eredményeként a képződött kis számú közbenső vegyületek úgynevezett központi anyagcsere metabolitok (piruvát, acetil- SKoA, oxálacetát, -ketoglutarát, szukcinil-SKoA fumarát). Ebben a szakaszban, körülbelül 30% -a szabadul fel hő formájában energia és különféle CIÓ kémiai energia (ATP és redukáló). A végső szakaszban csökken tovább alakítunk központi kiválasztott metabolit metabolikus végtermékeket (szén-dioxid és víz), míg a megjelent mintegy 70% -a az energia, amely az élelmiszerekben. Alapvető alakja ebben a fázisban kialakított az energia koncentrálódik a energiájú foszfát kötések ATP, része szabadul fel hő formájában. Az összes reakciót az ebben a lépésben koncentrálódik a mitokondrium.
Az ábrából következik, hogy a kezdeti szakaszában a katabolizmus az alapvető tápanyagok (fehérjék, zsírok és szénhidrátok), nevezetesen egy előkészítő és a köztes előfordulhat részvételével enzimeket, amelyek specifikusak az egyes anyagok osztályának azonban, ezek a lépések között úgynevezett specifikus utak katabolizmus. A nagy számú kiindulási vegyületek így kialakított néhány metabolitok: piruvát aktív formában ecetsav (acetil-til-CoA) és néhány, a vegyületek tartozó szubsztrátok a Krebs citromsav-ciklus (oxálacetát, α-ketoglutarát, szukcinát és fumarát). Miután a kialakulását piroszőlősav anyagok bomlani további módja, hogy a végtermékek (CO2 és H2O) halad azonos. Ezért a folyamat, amely kezdődik piruvát, az úgynevezett általános katabolizmust. Ez viszont, áll két folyamat: oxidatív dekarboxilezése piroszőlősav acetii-CoA (I katabolizmus közös út) és oxidációs acetil-CoA-vá a trikarbonsav ciklusban (TCA) Krebs (II közös út katabolizmus). Közös módon katabolizmus közös lebomlási útvonal különböző osztályokba tartozó anyagok, amelyek folytatása külön utakat. Ezek elsősorban a kapcsolódó fő bioenergetikai folyamatok kapcsolódó kibocsátási és energia tárolására a sejtben.