Tipi di energia metabolica, fonti, processo di trasformazione

il energia metabolica è l'energia ottenuta da tutti gli esseri viventi dall'energia chimica contenuta nel cibo (o nei nutrienti). Questa energia è fondamentalmente la stessa per tutte le cellule; tuttavia, il modo per ottenerlo è molto vario.

Gli alimenti sono formati da una serie di biomolecole di vario tipo che contengono energia chimica immagazzinata nei loro legami. In questo modo, gli organismi possono sfruttare l'energia immagazzinata nel cibo e quindi utilizzare questa energia in altri processi metabolici.

Tutti gli organismi viventi hanno bisogno di energia per crescere e riprodursi, mantenere le loro strutture e rispondere all'ambiente. Il metabolismo comprende i processi chimici che sostengono la vita e consente agli organismi di trasformare l'energia chimica in energia utile per le cellule.

Negli animali, il metabolismo scinde carboidrati, lipidi, proteine ​​e acidi nucleici per fornire energia chimica. D'altra parte, le piante convertono l'energia luminosa del Sole in energia chimica per sintetizzare altre molecole; Lo fanno durante il processo di fotosintesi.

indice

• 1 Tipi di reazioni metaboliche
• 2 fonti di energia metabolica
• 3 Processo di trasformazione dell'energia chimica in energia metabolica
  • 3.1 Ossidazione
• 4 potenza di backup
• 5 riferimenti

Tipi di reazioni metaboliche

Il metabolismo comprende diversi tipi di reazioni che possono essere raggruppate in due ampie categorie: le reazioni di degradazione delle molecole organiche e le reazioni di sintesi di altre biomolecole.

Le reazioni metaboliche di degradazione costituiscono catabolismo cellulare (o reazioni cataboliche). Questi coinvolgono l'ossidazione di molecole ricche di energia, come glucosio e altri zuccheri (carboidrati). Poiché queste reazioni rilasciano energia, sono chiamate esergoniche.

Al contrario, le reazioni di sintesi costituiscono l'anabolismo cellulare (o reazioni anaboliche). Questi svolgono processi di riduzione delle molecole per formare altri ricchi di energia immagazzinata, come il glicogeno. Poiché queste reazioni consumano energia, sono chiamate endergonali.

Fonti energetiche metaboliche

Le principali fonti di energia metabolica sono le molecole di glucosio e gli acidi grassi. Questi costituiscono un gruppo di biomolecole che possono essere rapidamente ossidate per produrre energia.

Le molecole di glucosio provengono principalmente da carboidrati ingeriti nella dieta, come riso, pane, pasta e altri derivati ​​di verdure amidacee. Quando c'è poca glucosio nel sangue, può anche essere ottenuto dalle molecole di glicogeno immagazzinate nel fegato.

Durante il digiuno prolungato, o nei processi che richiedono un ulteriore dispendio di energia, è necessario ottenere questa energia dagli acidi grassi che vengono mobilizzati dal tessuto adiposo.

Questi acidi grassi subiscono una serie di reazioni metaboliche che li attivano e consentono il loro trasporto all'interno dei mitocondri dove saranno ossidati. Questo processo è chiamato β-ossidazione degli acidi grassi e fornisce fino all'80% di energia aggiuntiva in queste condizioni.

Proteine ​​e grassi sono l'ultima riserva per sintetizzare nuove molecole di glucosio, in particolare nei casi di digiuno estremo. Questa reazione è di tipo anabolico ed è nota come gluconeogenesi.

Processo di trasformazione dell'energia chimica in energia metabolica

Le complesse molecole di alimenti come zuccheri, grassi e proteine ​​sono ricche fonti di energia per le cellule, perché gran parte dell'energia usata per formare queste molecole è immagazzinata letteralmente all'interno dei legami chimici che li tengono insieme.

Gli scienziati possono misurare la quantità di energia immagazzinata nel cibo usando un dispositivo chiamato pompa calorimetrica. Con questa tecnica, il cibo viene posto all'interno del calorimetro e riscaldato fino a quando non brucia. Il calore in eccesso rilasciato dalla reazione è direttamente proporzionale alla quantità di energia contenuta nel cibo.

La realtà è che le celle non funzionano come i calorimetri. Invece di bruciare l'energia in una grande reazione, le cellule rilasciano lentamente l'energia immagazzinata nelle loro molecole di cibo attraverso una serie di reazioni di ossidazione.

ossidazione

L'ossidazione descrive un tipo di reazione chimica in cui gli elettroni vengono trasferiti da una molecola all'altra, modificando la composizione e il contenuto energetico delle molecole donatore e accettore. Le molecole alimentari agiscono come donatori di elettroni.

Durante ogni reazione di ossidazione coinvolta nella decomposizione del cibo, il prodotto della reazione ha un contenuto energetico inferiore rispetto alla molecola donatrice che l'ha preceduta nel percorso.

Allo stesso tempo, le molecole di accettore di elettroni catturano parte dell'energia che viene persa dalla molecola del cibo durante ogni reazione di ossidazione e la immagazzinano per un uso successivo.

Alla fine, quando gli atomi di carbonio di un complesso molecola organica viene ossidato completamente (alla fine della reazione a catena) viene rilasciato come anidride carbonica.

Le cellule non usano l'energia delle reazioni di ossidazione non appena viene rilasciato. Quello che succede è che fare piccoli e ricchi di energia molecole, come ATP e NADH, che possono essere utilizzati in tutta la cellula per aumentare il metabolismo e costruire nuove componenti cellulari.

alimentazione di backup

Quando l'energia è abbondante, le cellule eucariotiche e creare grandi molecole ricche di energia per immagazzinare questa energia in eccesso.

Zuccheri e grassi con conseguente depositi rimangono all'interno delle cellule, alcune delle quali sono abbastanza grandi da essere visibili a microscopio elettronico.

cellule animali possono anche essere sintetizzati polimeri ramificati di glucosio (glicogeno), che a loro volta aggregati in particelle che possono essere osservati mediante microscopia elettronica. Una cellula in grado di mobilitare rapidamente queste particelle ogni volta che avete bisogno di energia rapida.

Tuttavia, in circostanze normali esseri umani immagazzinare abbastanza glicogeno per fornire energia al giorno. cellule vegetali non producono glicogeno, ma realizzati diversi polimeri di glucosio noti come amidi, che sono memorizzati in granuli.

Inoltre, sia le cellule vegetali e animali grassi immagazzinati vie di sintesi del glucosio di energia derivata. Un grammo di grasso contiene quasi sei volte l'energia della stessa quantità di glicogeno, ma l'energia dal grasso è meno disponibili di glicogeno.

Ancora, ogni meccanismo di stoccaggio è importante perché le cellule devono depositi di energia sia a breve che a lungo termine.

I grassi sono memorizzati in gocce nel citoplasma delle cellule. Gli esseri umani in genere memorizzati abbastanza grasso per fornire energia alle loro celle per diverse settimane.

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