Informație

La ce folosește corpul uman oxigenul pe lângă acceptorul final de electroni din lanțul de transport al electronilor?


Profesorii mei de biologie nu au explicat niciodată de ce animalele trebuie să respire oxigen, doar că noi organismele murim dacă nu primim oxigen prea mult timp. Poate unul dintre ei s-a întâmplat să menționeze că a fost folosit pentru a produce ATP. Acum, în clasa mea de biologie AP, am aflat în cele din urmă specificul modului în care oxigenul este utilizat în lanțul de transport al electronilor datorită electronegativității sale ridicate. Dar presupun că probabil acesta nu este singurul motiv pentru care avem nevoie de oxigen.

Ce alte scopuri mai are oxigenul prin care respirăm? Privarea de oxigen duce la deces doar datorită opririi producției de ATP sau există și un alt motiv? Ce procent din oxigenul consumat prin respirație este expulzat ulterior prin respirație sub formă de dioxid de carbon?


Oxigenul este de fapt foarte toxic pentru celule și organisme - speciile reactive de oxigen provoacă stres oxidativ, în esență leziuni celulare și contribuie la îmbătrânirea celulară. O mulțime de organisme anaerobe nu au învățat niciodată să facă față acestui lucru și mor aproape imediat când sunt expuse la oxigen. Un exemplu clasic în acest sens este C. botulinum.

Oxigen este încorporate în mai multe molecule din celulă (de exemplu ribozele și anumiți aminoacizi), dar din câte știu, toate acestea vin în celulă ca produse metabolice, nu sub formă de oxigen pur.

Oxigenul ($ ce {O2} $) respirăm este complet epuizat în timpul respirației aerobe. Stoichiometria este dată de următoarea ecuație simplificată:

$$ ce {C_6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + căldură} $$

Răspunsul WYSIWYG intră în mai multe detalii.


Superoxid, O2 este creat de sistemul imunitar în fagocite (inclusiv neutrofile, monocite, macrofage, celule dendritice și mastocite) care utilizează NADPH oxidaza pentru ao produce din O2 pentru utilizare împotriva microorganismelor invadatoare. Cu toate acestea, în condiții normale, lanțul de transport al electronilor mitocondriale este o sursă majoră de O2, convertind până la probabil 5% din O2 la superoxid. [1]

Ca o notă laterală, există două fețe ale acestei monede. Deși acesta este un instrument util împotriva microorganismelor, formarea speciei reactive de oxigen a fost incriminată în reacțiile autoimune și diabetul (tip 1). [2]

[1] Packer L, Ed. Metode în enzimologie, Volumul 349. San Diego, California: Academic Press; 2002

[2] Thayer TC, Delano M și colab. (2011) Producția de superoxid de către macrofage și celule T este critică pentru inducerea autoreactivității și a diabetului de tip 1, 60(8), 2144-51.


Probabil că știți până acum acel citocrom c oxidaza, ultimul complex al lanțului de transport al electronilor, aparține unei clase de enzime numite oxidoreductaze, care utilizează atomi de oxigen ca acceptori de electroni. Un tip de oxidoreductaze sunt oxidazele, enzime care (cel puțin teoretic [1]) utilizează oxigen molecular - O2, ca în aer - ca acceptor de electroni. Din câte știu, însă, uneori nu este cazul: xantina oxidază, care transformă xantina în acid uric, își ia atomii de oxigen din apă [2]. Exemple de „adevărate” oxidaze includ L-amino-acid oxidaza și citocromul P450 (cunoscut și ca familia CYP).

În ciuda faptului că citocromul P450 este o familie de enzime numeroasă și importantă, responsabilă pentru majoritatea metabolismului medicamentelor cunoscute și a unor transformări esențiale ale lipidelor, consumă probabil doar o fracțiune de oxigen pe care o respiră animalele. Nu am putut găsi estimări, dar aș fi surprins dacă a fost mai mult de 0,1%.


[1] Introducere în clasa EC1

[2] Metz, S. & Thiel, W. Un studiu combinat QM / MM privind semireacția reductivă a xantinei oxidazei: orientarea și mecanismul substratului. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14885-14902, PMID: 20050623.


Utilizarea covârșitoare a oxigenului este de a ne furniza (în combinație cu alimente) energie. Avem o mare nevoie de energie în celulele noastre, motiv pentru care avem acești plămâni, diafragme, celule roșii din sânge etc .; ei ne asigură că obținem oxigenul pentru a obține energia (prin intermediul lanțului de transport al electronilor).

Metabolismul global al glucozei (C6H12O6) este o reacție reprezentativă:

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energie

Puteți vedea că la fel de mult oxigen iese ca CO gazos2 ca oxigen gazos (O2).

Energia este păstrată temporar sub forma legăturii fosfat în moleculele ATP, astfel încât să poată fi transferată în jurul celulei către multitudinea de procese celulare care au nevoie de energie.

Energia este atât de esențială pentru procesele celulare care mențin celulele animale care lipsesc de acea energie, care rezultă rapid atunci când există lipsa de oxigen, provoacă în curând daune ireversibile și moarte.


O altă mică adăugire


Există o clasă de oxidoreductaze numită oxigenaze care încorporează oxigen molecular în substraturi și nu îl utilizează doar ca acceptor de electroni ca în oxidaze (rețineți că enzima terminală din ETC este o oxidază și există alte astfel de oxidaze). Cu alte cuvinte, oxigenul nu este un cofactor, ci un co-substrat. Oxigenazele sunt clasificate în continuare în dioxigenaze și monooxigenaze care încorporează doi atomi de oxigen și respectiv un atom de oxigen. Exemple:

  • Familia citocromului P450 (monooxigenează): implicată în detoxifierea xenobioticelor
  • Ciclooxigenaza (dioxigenaza): implicată în producția de prostaglandine care sunt implicate în durere și inflamație. Multe analgezice AINS, cum ar fi aspirina, paracetamolul și ibuprofenul țintă ciclooxigenază-2 (COX2)
  • Lipoxigenaza (dioxigenaza): implicată în producția de leucotriene care sunt implicate în inflamație.
  • Monoamin oxidază (monooxigenază): implicată în catabolismul neurotransmițătorilor precum epinefrină, norepinefrină și dopamină.

Privarea de oxigen duce la deces doar datorită opririi producției de ATP sau există și un alt motiv?

Moartea apare predominant din cauza opririi producției de ATP. Unele celule precum neuronii (și, de asemenea, poate și mușchii cardiaci) sunt extrem de sensibili la pierderea de oxigen (pentru necesități de energie) și moartea clinică din cauza hipoxiei apare de obicei din cauza pierderii funcției de bază a creierului.

Ce procent din oxigenul pe care îl luăm prin respirație este expulzat ulterior prin respirație ca dioxid de carbon?

După cum sa menționat deja, se spune că există un raport aproximativ 1: 1 de CO2 producție și O2 consum. Totuși, așa cum este indicat într-un comentariu de CurtF, O2 nu formează CO2; formează apă în ultima reacție a ETC. CO2 este produs în alte reacții ale ciclului Krebs.

Glicoliza produce 32 de molecule de ATP pentru 1 moleculă de glucoză prin ETC (vezi aici). Există trei complexe în ETC, iar al treilea este dependent de oxigen; deci puteți presupune că 1/2 o moleculă de O2 consumat pentru producerea a 3 molecule de ATP. Prin urmare, 32 de molecule de ATP ar consuma 4 molecule de O2. Se pare că există un raport 1: 1 de CO2 producție și O2 consum.

O putem vedea astfel:

FADH2 intră în ETC la al doilea complex, în timp ce NADH intră în primul. Putem spune că atât timp cât NADH este prezent FADH2 nu ar necesita un oxigen suplimentar.

Un NADH sau un FADH2 molecula ar necesita 1/2 moleculă de O2. Există 8 molecule de NADH și 2 molecule de FADH2 produs în timpul glicolizei + ciclului krebs care ar necesita 10/2 = 5 molecule de O2. Glicoliza produce 4 molecule de CO2 în timpul ciclului krebs.

Cu toate acestea, 2 molecule NADH citosolice necesită 2 ATP (cu alte cuvinte o altă moleculă NADH) pentru a fi transportate în mitocondrii. Deci, efectul net poate fi aproape de 1: 1 O2: CO2.

Un alt factor de luat în considerare este că cele trei complexe nu produc de fapt ATP; ei pompează doar protonii pentru a crea un potențial chimic. F0F1-ATP sintaza ar funcționa probabil numai după un prag de H+ potențialul este stabilit. Molecula de 1 ATP per complex este cel mai probabil valoarea medie și nu exact ceea ce se întâmplă cu adevărat pe reacție.


13.38: Boli ale sistemului respirator

  • Contribuit de CK-12: Concepte de biologie
  • Provenit din Fundația CK-12

A face ATP să înceapă cu plămânii?

Importanța unei perechi frumoase de plămâni sănătoși este evidentă. Cu toții avem nevoie de oxigen pentru a intra în plămâni, astfel încât oxigenul poate fi transferat în sânge, astfel încât să poată fi transportat în jurul corpului nostru, astfel încât fiecare celulă să poată primi o parte echitabilă de oxigen, permițând oxigenului să servească drept acceptor final de electroni în timpul lanțul de transport al electronilor al respirației celulare, permițând celulei să producă mult ATP. Și totul începe cu plămânii.


Hemoglobină

Hemoglobină este un tetramer, adică este alcătuit din patru subunități. Fiecare subunitate este formată dintr-un lanț polipeptidic de globină și un grup hem asociat (un inel de porfirină cu un atom central de fier). Fiecare atom de fierși, prin urmare, fiecare subunitate poate reversibil se asociază cu un moleculă unică de oxigen.

Există o varietate de subunități structurale distincte care se combină pentru a forma diferite tipuri de hemoglobină. Hemoglobină normală la adulți (hemoglobina A) compune aproximativ 97% de hemoglobină adultă și este format din 2 α și 2 β subunități. Hemoglobina fetală are un alt machiaj de subunitate și motivele pentru acest lucru sunt discutate mai târziu.

Legarea hemoglobinei-oxigen

Fiecare subunitatea hemoglobinei poate lega o moleculă unică de oxigen, astfel încât fiecare moleculă de hemoglobină se poate asocia între 0 și 4 oxigen molecule în orice moment.

Când o moleculă de oxigen se leagă de un grup hem, a apare schimbarea conformațională în structura corelată a lanțului de globină. Deoarece lanțurile de globină sunt strâns legate, o schimbare a formei unei subunități este transmisă și celorlalte subunități. Legarea oxigenului la o subunitate de hemoglobină acționează asupra crește afinitatea subunităților rămase pentru oxigen. Hemoglobina dezoxigenată există într-o conformație „tensionată” (T), cu o afinitate scăzută pentru oxigen. Pe măsură ce oxigenul începe să se lege de grupurile hem, hemoglobina se mută într-o stare „relaxată” (R), permițând moleculelor de oxigen suplimentare să se lege mai ușor. Acest proces este denumit cooperativitate. 2

Această cooperativitate între subunități are ca rezultat caracteristica curba de disociere sigmoid oxigen-hemoglobină prezentat în Figura 2.

Afinitate hemoglobină-oxigen

După cum arată curba de disociere oxigen-hemoglobină de mai sus, cantitatea de oxigen legată de hemoglobină (saturația oxigenului) este afectată de presiunea parțială a oxigenului (PaO2) în sânge. Cu toate acestea, această relație și forma curbei nu sunt constante, deoarece afinitatea hemoglobinei pentru oxigen este afectată de mediul fiziologic.

Unii factori importanți care afectează afinitate hemoglobină-oxigen sunt discutate mai jos.

PH scăzut, o caracteristică a țesuturilor cu activitate metabolică ridicată, reduce afinitatea de hemoglobină pentru oxigen, deplasând curba spre dreapta. Afinitatea redusă înseamnă că mai mult oxigen este descărcat în țesuturile metabolice active, unde necesarul de oxigen este cel mai mare. Reducerea afinității hemoglobinei-oxigen la pH scăzut este cunoscută sub numele de Efect Bohr.

Temperatura

A crescut temperatura reduce afinitatea hemoglobinei pentru oxigen, deplasând curba spre dreapta. Acest lucru are un efect important în timpul exercițiului fizic atunci când mușchiul activ crește în temperatură și, prin urmare, declanșează o descărcare crescută de oxigen.

2,3-DPG

2,3- difosfoglicerat este un produs intermediar al glicoliză, găsit în celulele roșii din sânge. 2,3-DPG reduce afinitatea de hemoglobină pentru oxigen, deplasând curba spre dreapta. Creșterea 2,3-DPG se găsește în anemie și la altitudine, care este important în prevenirea hipoxiei tisulare. 2

Hemoglobina fetală

Hemoglobina fetală trebuie să se comporte diferit față de hemoglobina adultă pentru a facilita livrarea de oxigen din mama la făt peste placentă. Acest lucru se realizează prin diferențe structurale între hemoglobina adultă și fetală. Hemoglobina fetală este un tetramer ca forma adultă, dar 2 subunități β sunt înlocuite cu 2 subunități γ, creând o structură α2γ2. Rezultatul acestei înlocuiri a subunității este că hemoglobina fetală are o afinitate mai mare pentru oxigen decât o face hemoglobina adultă. Acest lucru facilitează livrarea oxigenului pe placentă de la circulația maternă (hemoglobină adultă cu afinitate mai mică) la circulația fetală (hemoglobină fetală cu afinitate mai mare).

Relevanță clinică: otrăvire cu monoxid de carbon

Monoxid de carbon este incolor, gaz inodor care poate fi eliberat din cazanele defecte sau fumurile de eșapament, precum și prezența în aerul poluat și în fumul de țigară. Efectele sale patologice rezultă din capacitatea sa de a afectează transportul de oxigen al hemoglobinei. Monoxid de carbon se leagă de grupurile de hem de formare a hemoglobinei carboxihemoglobina, dar cu un aproximativ Afinitate de 210 ori mai mare decât oxigenul. Afinitatea crescută pe care monoxidul de carbon o are pentru hemoglobină înseamnă că pot avea și concentrații scăzute deplasează oxigenul de la site-urile sale de legare și în mod marcat reduce livrarea de oxigen în țesuturi. Legarea monoxidului de carbon deplasează, de asemenea, curba de disociere a hemoglobinei de oxigen către stânga, reducând capacitatea oricărui oxigen legat de a se disocia în țesuturi și duce la hipoxie tisulară.

Saturația scăzută a oxigenului rezultată din otrăvirea cu monoxid de carbon nu este adesea detectată prin pulsoximetrie, deoarece majoritatea pulsoximetrelor nu pot face diferența între oxihemoglobină și carboxihemoglobină. Cu toate acestea, măsurătorile de saturație a oxigenului printr-un gaz arterial din sânge ar trebui să dezvăluie adevărata saturație a oxigenului. PaO2 va rămâne neafectat de toxicitatea monoxidului de carbon.

Intoxicația cu monoxid de carbon poate provoca o serie de simptome, în funcție de concentrația și durata expunerii (și, prin urmare, concentrația de carboxihemoglobină). Simptomele ușoare includ dureri de cap, greaţă și vărsături și letargie dar concentrații mari sau toxicitate acută pot avea ca rezultat convulsii, comă sau chiar moarte. 3


Care este rolul oxigenului în respirația aerobă?

Oxigenul este utilizat ca acceptor de electroni în cadrul lanțului de transport al electronilor al respirației aerobe pentru a genera adenozin trifosfat sau ATP. Acest compus este o componentă esențială în transferul de energie intracelular. Respirația celulară aerobă este în contrast direct cu respirația anaerobă, care nu necesită oxigen.

Respirația celulară, fie ea aerobă sau anaerobă, este un proces metabolic care convertește energia nutritivă în ATP și produse reziduale. În corpul uman, acest lucru se traduce prin descompunerea alimentelor în energie stocată ca zaharuri și apoi folosirea zahărului pentru a crea ATP, care permite celulelor să îndeplinească funcții vitale ale vieții. ATP este în esență „moneda energetică” care permite transferul de energie între zahăr și celulă.

Respirația aerobă folosește oxigenul adunat în timpul procesului de respirație anatomică (sau respirație) pentru a facilita sinteza ATP. În acest rol, oxigenul este un acceptor de electroni din lanțul de transport al electronilor care sintetizează ATP din substanțe nutritive. Pentru a finaliza procesul de sinteză a ATP, totuși, trebuie să existe și o varietate de enzime suplimentare, în principal ATP sintază.

Procesul de respirație celulară aerobă și rolul oxigenului în cadrul său sunt probabil cel mai bine înțelese prin contrastarea acestora cu respirația celulară anaerobă. Respirația anaerobă are loc atunci când un organism transformă substanțele nutritive în ATP fără prezența oxigenului în lanțul de transport al electronilor. În schimb se utilizează substanțe precum fumarat, nitrat, sulfat sau sulf.


Termeni cheie

În calitate de asociat Amazon câștigăm din achizițiile eligibile.

Doriți să citați, să distribuiți sau să modificați această carte? Această carte este Creative Commons Attribution License 4.0 și trebuie să atribui OpenStax.

    Dacă redistribuiți integral sau parțial această carte într-un format tipărit, atunci trebuie să includeți pe fiecare pagină fizică următoarea atribuire:

  • Utilizați informațiile de mai jos pentru a genera o citație. Vă recomandăm să utilizați un instrument de citare precum acesta.
    • Autori: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
    • Editor / site web: OpenStax
    • Titlul cărții: Concepts of Biology
    • Data publicării: 25 aprilie 2013
    • Locație: Houston, Texas
    • Adresa URL a cărții: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • URL secțiune: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/4-key-terms

    © 12 ianuarie 2021 OpenStax. Conținutul manualului produs de OpenStax este licențiat sub o licență Creative Commons Attribution License 4.0. Numele OpenStax, sigla OpenStax, copertele cărților OpenStax, numele OpenStax CNX și sigla OpenStax CNX nu sunt supuse licenței Creative Commons și nu pot fi reproduse fără consimțământul scris și prealabil al Universității Rice.


    La ce folosește corpul uman oxigenul pe lângă acceptorul final de electroni din lanțul de transport al electronilor? - Biologie

    Celula vie fie construiește molecule, care este denumită anabolism, fie distruge moleculele numite catabolism. Procesul catabolismului, adică defalcarea moleculelor, este pentru generarea de energie sau pentru a crea molecule utilizate ca elemente de bază pentru macromolecule. În catabolism, moleculele precum proteinele, grăsimile și carbohidrații sunt metabolizate pentru a produce molecule de stocare a energiei, cum ar fi ATP, sau molecule precursoare pentru utilizare în creșterea celulelor și homeostazie.

    În anabolism, moleculele bogate în energie sunt utilizate împreună cu moleculele precursoare pentru a construi macromoleculele necesare de celulă pentru supraviețuire și replicare. Aceste macromolecule includ ADN, enzime și componente ale peretelui celular. Catabolismul și anabolismul sunt procese care funcționează în sincronie pentru a optimiza capacitatea celulelor de a supraviețui.

    • Descriere pas cu pas a căilor generatoare de energie.
    • Descriere detaliată a fosforilării nivelului substratului.
    • Transportul electronilor în membranele celulare și mitocondriile pentru generarea de ATP.
    • Harta conceptuală care arată inter-conexiunile noilor concepte în acest tutorial.
    • Diapozitivele de definiție introduc termeni pe măsură ce sunt necesari.
    • Reprezentarea vizuală a conceptelor.
    • Exemple pas cu pas animate de procese catabolice.
    • Practicați testul asupra conceptelor majore ale tutorialului.

    Metabolismul microbian poate fi rezumat ca un echilibru între căile catabolice și anabolice.
    Căile catabolice generează energie utilizând: carbohidrați, proteine ​​și grăsimi în ciclurile metabolice.
    Căile anabolice folosesc energia creată în procesele catabolice și moleculele precursoare pentru a genera macromolecule complexe. Aceste molecule includ: polizaharide, lipide, aminoacizi, proteine ​​și nucleotide.
    Multe căi pot fi „forțate” să ruleze invers. Prin urmare, căile care sunt de obicei catabolice în sens invers pot funcționa ca o cale anabolică.

    Vedeți toate cele 24 de lecții de Anatomie și Fiziologie, inclusiv tutoriale concept, exerciții pentru probleme și fișe de trișare: Învățați-vă microbiologia vizual în 24 de ore


    Termeni cheie

    În calitate de asociat Amazon câștigăm din achizițiile eligibile.

    Doriți să citați, să distribuiți sau să modificați această carte? Această carte este Creative Commons Attribution License 4.0 și trebuie să atribui OpenStax.

      Dacă redistribuiți integral sau parțial această carte într-un format tipărit, atunci trebuie să includeți pe fiecare pagină fizică următoarea atribuire:

    • Utilizați informațiile de mai jos pentru a genera o citație. Vă recomandăm să utilizați un instrument de citare precum acesta.
      • Autori: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
      • Editor / site web: OpenStax
      • Titlul cărții: Biology for AP® Courses
      • Data publicării: 8 martie 2018
      • Locație: Houston, Texas
      • Adresa URL a cărții: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
      • URL secțiune: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/7-key-terms

      © 12 ianuarie 2021 OpenStax. Conținutul manualului produs de OpenStax este licențiat sub o licență Creative Commons Attribution License 4.0. Numele OpenStax, sigla OpenStax, copertele cărților OpenStax, numele OpenStax CNX și sigla OpenStax CNX nu sunt supuse licenței Creative Commons și nu pot fi reproduse fără consimțământul scris și prealabil al Universității Rice.


      Ce este Fermentarea

      Fermentarea se referă la orice grup de reacții chimice induse de microorganisme pentru a transforma zaharurile în dioxid de carbon și etanol. Zaharurile suferă mai întâi glicoliză. În timpul glicolizei, glucoza zahărului hexoză este descompusă în două molecule de piruvat. Piruvatul este un compus cu trei atomi de carbon. Glicoliza utilizează două molecule ATP în timp ce produce patru molecule ATP din energia eliberată din glucoză. Piruvatul este oxidat la etanol sau acid lactic. Pe baza tipului de produs final, fermentația este clasificată în două procese ca fermentare cu etanol și respectiv fermentare cu acid lactic. Drojdia și unele specii bacteriene efectuează fermentația. Fermentarea cu etanol este utilizată pentru a produce bere, pâine și vin. Ecuația chimică netă pentru fermentarea etanolului este prezentată mai jos.

      Figura 1: Fermentarea cu etanol

      Fermentarea acidului lactic are loc în mușchii și țesuturile animalelor atunci când țesuturile necesită mai multă energie. În producția de iaurt, fermentația acidului lactic este utilizată pentru a produce acid lactic din lactoză. Reacția chimică netă pentru producerea de acid lactic din glucoză este prezentată mai jos.


      Rezumatul capitolului

      Celulele îndeplinesc funcțiile vieții prin diferite reacții chimice. Metabolismul unei celule se referă la combinația de reacții chimice care au loc în interiorul acesteia. Reacțiile catabolice descompun substanțele chimice complexe în altele mai simple și sunt asociate cu eliberarea de energie. Procesele anabolice construiesc molecule complexe din cele mai simple și necesită energie.

      În studierea energiei, termenul de sistem se referă la materia și mediul implicat în transferurile de energie. Entropia este o măsură a tulburării unui sistem. Legile fizice care descriu transferul de energie sunt legile termodinamicii. Prima lege afirmă că cantitatea totală de energie din univers este constantă. A doua lege a termodinamicii afirmă că fiecare transfer de energie implică o pierdere de energie într-o formă inutilizabilă, cum ar fi energia termică. Energia vine sub diferite forme: cinetică, potențială și liberă. Schimbarea energiei libere a unei reacții poate fi negativă (eliberează energie, exergonică) sau pozitivă (consumă energie, endergonică). Toate reacțiile necesită o intrare inițială de energie pentru a continua, numită energie de activare.

      Enzimele sunt catalizatori chimici care accelerează reacțiile chimice prin scăderea energiei lor de activare. Enzimele au un sit activ cu un mediu chimic unic, care se potrivește cu reactanți chimici anumiți pentru acea enzimă, numite substraturi. Se crede că enzimele și substraturile se leagă după un model de potrivire indusă. Acțiunea enzimatică este reglementată pentru a conserva resursele și a răspunde optim mediului.

      4.2 Glicoliză

      ATP funcționează ca moneda energetică pentru celule. Permite celulelor să stocheze pe scurt energia și să o transporte în sine pentru a susține reacțiile chimice endergonice. Structura ATP este cea a unui nucleotid ARN cu trei grupări fosfat atașate. Deoarece ATP este utilizat pentru energie, se desprinde o grupare fosfat și se produce ADP. Energia derivată din catabolismul glucozei este utilizată pentru a reîncărca ADP în ATP.

      Glicoliza este prima cale utilizată în descompunerea glucozei pentru a extrage energia. Deoarece este folosit de aproape toate organismele de pe pământ, trebuie să fi evoluat devreme în istoria vieții. Glicoliza constă din două părți: prima parte pregătește inelul de glucoză cu șase atomi de carbon pentru separarea în două zaharuri cu trei atomi de carbon. Energia din ATP este investită în moleculă în acest pas pentru a energiza separarea. A doua jumătate a glicolizei extrage ATP și electroni de mare energie din atomii de hidrogen și îi atașează la NAD +. Două molecule de ATP sunt investite în prima jumătate și patru molecule de ATP sunt formate în a doua jumătate. Acest lucru produce un câștig net de două molecule de ATP pe moleculă de glucoză pentru celulă.

      4.3 Ciclul acidului citric și fosforilarea oxidativă

      Ciclul acidului citric este o serie de reacții chimice care îndepărtează electronii de mare energie și îi utilizează în lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP. O moleculă de ATP (sau un echivalent) este produsă la fiecare rundă a ciclului.

      Lanțul de transport al electronilor este porțiunea respirației aerobe care folosește oxigenul liber ca acceptor final de electroni pentru electronii eliminați din compușii intermediari în catabolismul glucozei. Electronii sunt trecuți printr-o serie de reacții chimice, cu o cantitate mică de energie liberă utilizată în trei puncte pentru a transporta ionii de hidrogen prin membrană. Acest lucru contribuie la gradientul utilizat în chimiozmoza. Pe măsură ce electronii sunt trecuți de la NADH sau FADH2 în lanțul de transport al electronilor, ei pierd energie. Produsele lanțului de transport de electroni sunt apa și ATP. Un număr de compuși intermediari pot fi deviați în anabolismul altor molecule biochimice, cum ar fi acizii nucleici, aminoacizii neesențiali, zaharurile și lipidele. Aceleași molecule, cu excepția acizilor nucleici, pot servi ca surse de energie pentru calea glucozei.

      4.4 Fermentare

      Dacă NADH nu poate fi metabolizat prin respirație aerobă, se folosește un alt acceptor de electroni. Majoritatea organismelor vor folosi o formă de fermentare pentru a realiza regenerarea NAD +, asigurând continuarea glicolizei. Regenerarea NAD + în fermentație nu este însoțită de producția de ATP, prin urmare, potențialul pentru NADH de a produce ATP utilizând un lanț de transport de electroni nu este utilizat.

      4.5 Conexiuni cu alte căi metabolice

      Defalcarea și sinteza carbohidraților, proteinelor și lipidelor se conectează cu căile catabolismului glucozei. Carbohidrații care se pot alimenta și în catabolismul glucozei includ galactoză, fructoză și glicogen. Acestea se conectează cu glicoliza. Aminoacizii din proteine ​​se conectează cu catabolismul glucozei prin piruvat, acetil CoA și componente ale ciclului acidului citric. Sinteza colesterolului începe cu acetil CoA, iar componentele trigliceridelor sunt preluate de acetil CoA și intră în ciclul acidului citric.


      [link] Tremetol, o otravă metabolică găsită în planta rădăcinii de șarpe alb, previne metabolismul lactatului. Când vacile mănâncă această plantă, aceasta este concentrată în laptele pe care îl produc. Oamenii care consumă laptele se îmbolnăvesc. Simptomele acestei boli, care includ vărsături, dureri abdominale și tremurături, se înrăutățesc după efort. De ce crezi că acesta este cazul?

      [link] Boala este cauzată de acumularea de lactat. Nivelurile de lactat cresc după efort, agravând simptomele. Boala laptelui este rară astăzi, dar era frecventă în Midwesternul Statelor Unite la începutul anilor 1800.


      Priveste filmarea: Apasa AICI timp de 60 de Secunde Si Vezi Ce Se Intimpla cu Corpul Tau! (Ianuarie 2022).