Катаболізм жирів та білків для енергії
Перш ніж щось зайнятись, що означає слово катаболізм? Переглядаючи катаболічні та анаболічні реакції, ми сказали, що катаболічні реакції розбивають молекули. Щоб пам’ятати, що означає катаболізм, подумайте про катастрофу CAT, де речі руйнуються та розпадаються. Ви також можете згадати котів, які роздирають ваші меблі.
Для отримання АТФ для отримання енергії організм розщеплює в основному вуглеводи, деяку кількість жирів і дуже малу кількість білка. Вуглеводи - це улюблена їжа, улюблена їжа, яку клітини використовують для виробництва АТФ, але зараз ми побачимо, як наші клітини використовують жири та білки для отримання енергії. Що ми знайдемо, це те, що ВСІ вони перетворюються на цукри (ацетил), як показано на малюнку нижче.
Спочатку давайте швидко зробимо огляд того, що ви вже знаєте, оскільки передбачається, що ви вже вивчили дихання клітин і як регулюється рівень глюкози в крові!
Глюкоза може зберігатися як глікоген за допомогою процесу, відомого як глікогенез. Гормоном, що сприяє цьому процесу, є інсулін. Тоді, коли глікоген потрібно розщеплювати, гормон глюкагон сприяє глікогеноліз (Глікоген-о-лізис) для розщеплення глікогену та підвищення рівня цукру в крові.
Глюкоза розпадається з утворенням фосфогліцерату (PGAL), а потім піровиноградної кислоти. Як ми називаємо цей процес розщеплення глюкози на два піровиноградні цукри? Це гліколіз (гліко = глюкоза, а -ліз - розщеплювати). Коли недостатньо кисню, піровиноградна кислота перетворюється на молочну. Коли кисень стає доступним, молочна кислота перетворюється назад у піровинограду. Пам’ятайте, що все це відбувається в цитоплазмі.
Потім пірувати аеробно розпадаються в мітохондріях на ацетил-КоА. Ацетилові цукри вводяться в цикл лимонної кислоти Кребса, повністю розпадаються на вуглекислий газ і купу водню видаляється. Гідрогени підбираються FAD і NAD, які потім збивають їх через ряд коферментів. У міру передачі цих воднів, фосфорилювання відбувається приєднання фосфатної групи до АДФ для створення АТФ. Зрештою, коли водні приєднуються до кисню, це окисне фосфорилювання.
А тепер зупинимось на метаболізмі жирів і білків.
Катаболізм жирів
Наступною улюбленою їжею, яка виробляє енергію після цукру, є жири. Жири зберігаються в наших жирових клітинах як тригліцериди, подібно до того, як глюкоза зберігається як глікоген у нашій печінці та м’язах. Тригліцериди складаються з трьох насичених жирних кислот. Пам’ятайте, що жирна кислота - це просто довга ланцюг вуглецю з приєднаними воднями. Жирні кислоти - це завжди парне число атомів вуглецю. Вони можуть складати 12, 14, 16, 18, 20, 24 вуглецю тощо. Ви ніколи не знайдете ФА, що становить непарну кількість вуглецю. Що відбувається, це те, що ця жирна кислота розщеплює два вуглецю одночасно, що перетворює її на двовуглецевий ацетильний цукор. Це називається a реакція бета-окислення. Потім вони розщеплюються в циклі кребсів, ніби це цукри.
Ми знаємо, що жирна кислота - це не мала молекула, така як глюкоза, яка має 6 атомів вуглецю. Це більше схоже, скажімо, на 24 вуглецю, що утворює колосальні 12 ацетильних цукрів, а оскільки це був тригліцерид, то для початку було б три жирні кислоти. Уяви що! Катаболізм тригліцеридів створить 36 ацетилових цукрів одночасно, він заллє систему, і вони не зможуть пройти цикл кребсів досить швидко, тому деякі з цих ацетилових цукрів стають кетокислоти. Вони, як правило, утворюються, коли організм розщеплює жири швидше, ніж зазвичай. Кожен грам жиру забезпечує вдвічі більше енергії, ніж вуглеводи або білки. Щоразу, коли збільшується швидкість розщеплення жиру, з’являється більше кетокислот (вона ж кетонові тіла). Зверніть увагу, що оскільки жири перетворюються на ацетильний цукор, що потрапляє в цикл кребсів, це означає, що вони МАЮТЬ мати кисень. Цукор - це єдина їжа, яку можна розбити на частини, не потребуючи кисню.
Катаболізм жиру -> Утворення кетокислот («кетонових тіл»)
Марафонці кажуть, що пробігти останні 6 миль складніше, ніж перші 20. Вираз, який зазвичай використовується, вказує, що він вдаряється про "стіну". Здається, ти не можеш рухатися. Існує ряд теорій, але одна з них полягає в тому, що ви витратили всі цукри, і тепер ви перейшли на жири, тому що ПОВИННІ використовувати кисень для утворення АТФ. Принаймні раніше із цукром ви, принаймні, заробляли трохи енергії.
Катаболізм білків
Білки - найменш улюблена їжа, яку слід використовувати як енергію, але якщо тіло потребує, це буде потрібно. Білки складаються з амінокислот, тому, коли вони перетравлюються, у нас залишаються сотні або тисячі амінокислот.
Малюнок праворуч нагадує вам, як виглядає амінокислота. Він починається з атома вуглецю, прикріплений з одного боку аміногрупою, з іншого боку - кислотна група (СООН), третій - водень. Де вони відрізняються - це те, що додається замість "R."
Для того, щоб використовувати амінокислоти як енергію, вам потрібно перетворити їх на цукри. Цукри виготовляються з вуглецю, водню та кисню. Жири - це переважно вуглець та водні. Амінокислоти мають атоми вуглецю, водню, кисню та азоту.
Якщо ми хочемо перетворити амінокислоти на цукру, нам доведеться видалити цей азот, щоб перетворити його на цукор. Називається процес видалення цієї аміногрупи дезамінування (забираючи аміногрупу, NH2). Видаляючи NH2, ви фактично утворюєте NH3 (аміак). Потім у вашій печінці цей аміак перетворюється Сечовина який в основному являє собою вуглець та кисень із двома аміногрупами. Ваша печінка виділяє цю сечовину в кров і є основними органічними відходами, що переносяться в нашому кровотоці. Коли вони клінічно вимірюють кількість сечовини у вашій крові, це зазвичай називають Рівень BUN. BUN означає азот сечовини в крові (сечовина містить азот). Потім ця кров фільтрується нашими нирками і з’являється в нашій сечі як основний органічний відхід нашої сечі.