24.1: Maelezo ya jumla ya athari za Metabolic
- Page ID
- 178457
Malengo ya kujifunza
- Eleza mchakato ambao polima huvunjika ndani ya monoma
- Eleza mchakato ambao monomers huunganishwa kuwa polima
- Jadili jukumu la ATP katika kimetaboliki
- Eleza athari za kupunguza oxidation
- Eleza homoni zinazodhibiti athari za anabolic na catabolic
Michakato ya metabolic inafanyika daima katika mwili. Metabolism ni jumla ya yote ya athari za kemikali kwamba ni kushiriki katika catabolism na anabolism. Athari zinazosimamia kuvunjika kwa chakula ili kupata nishati huitwa athari za catabolic. Kinyume chake, athari anabolic kutumia nishati zinazozalishwa na athari catabolic synthesize molekuli kubwa kutoka ndio ndogo, kama vile wakati mwili fomu protini kwa stringing pamoja amino asidi. Seti zote mbili za athari ni muhimu kwa kudumisha maisha.
Kwa sababu athari catabolic kuzalisha nishati na athari anabolic kutumia nishati, walau, matumizi ya nishati bila kusawazisha nishati zinazozalishwa. Ikiwa mabadiliko ya nishati ya wavu ni chanya (athari za catabolic hutoa nishati zaidi kuliko matumizi ya athari za anabolic), basi mwili huhifadhi nishati ya ziada kwa kujenga molekuli za mafuta kwa ajili ya kuhifadhi muda mrefu. Kwa upande mwingine, ikiwa mabadiliko ya nishati ya wavu ni hasi (athari za kataboliki hutoa nishati kidogo kuliko matumizi ya athari za anabolic), mwili hutumia nishati iliyohifadhiwa ili kulipa fidia kwa upungufu wa nishati iliyotolewa na catabolism.
athari catabolic
Catabolic athari kuvunja molekuli kubwa kikaboni katika molekuli ndogo, ikitoa nishati zilizomo katika vifungo kemikali. Hizi releases nishati (mabadiliko) si 100 asilimia ufanisi. Kiasi cha nishati iliyotolewa ni chini ya jumla ya kiasi kilicho katika molekuli. Takriban asilimia 40 ya nishati inayotokana na athari catabolic ni moja kwa moja kuhamishiwa high-nishati molekuli adenosine triphosphate (ATP). ATP, sarafu ya nishati ya seli, inaweza kutumika mara moja kwa nguvu mashine Masi kwamba msaada kiini, tishu, na chombo kazi. Hii ni pamoja na kujenga tishu mpya na kutengeneza tishu zilizoharibiwa. ATP pia inaweza kuhifadhiwa ili kutimiza mahitaji ya nishati ya baadaye. Asilimia 60 iliyobaki ya nishati iliyotolewa kutokana na athari za catabolic hutolewa kama joto, ambayo tishu na maji ya mwili huchukua.
Kwa kimuundo, molekuli za ATP zinajumuisha adenine, ribose, na makundi matatu ya phosphate (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Dhamana ya kemikali kati ya makundi ya pili na ya tatu ya phosphate, inayoitwa dhamana ya juu-nishati, inawakilisha chanzo kikubwa cha nishati katika seli. Ni dhamana ya kwanza kwamba enzymes catabolic kuvunja wakati seli zinahitaji nishati ya kufanya kazi. Bidhaa za mmenyuko huu ni molekuli ya adenosine diphosphate (ADP) na kikundi cha phosphate pekee (P i). ATP, ADP, na P i ni daima kuwa cycled kupitia athari kwamba kujenga ATP na kuhifadhi nishati, na athari kwamba kuvunja ATP na kutolewa nishati.
Nishati kutoka kwa ATP huendesha kazi zote za mwili, kama vile kuambukizwa misuli, kudumisha uwezo wa umeme wa seli za ujasiri, na kunyonya chakula katika njia ya utumbo. Athari za kimetaboliki zinazozalisha ATP zinatoka vyanzo mbalimbali (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).
Kati ya makundi manne macromolecular (wanga, lipids, protini, na asidi nucleic) ambayo ni kusindika na digestion, wanga ni kuchukuliwa chanzo ya kawaida ya nishati ya mafuta ya mwili. Wao kuchukua fomu ya wanga ama tata, polysaccharides kama wanga na glycogen, au sukari rahisi (monosaccharides) kama glucose na fructose. Catabolism ya sukari huvunja polysaccharides chini ya monosaccharides yao binafsi. Miongoni mwa monosaccharides, glucose ni mafuta ya kawaida kwa uzalishaji wa ATP katika seli, na kwa hivyo, kuna idadi ya taratibu za kudhibiti endocrine kudhibiti mkusanyiko wa glucose katika damu. Glucose ziada ni ama kuhifadhiwa kama hifadhi ya nishati katika ini na misuli skeletal kama tata polymer glycogen, au ni waongofu katika mafuta (triglyceride) katika seli adipose (adipocytes).
Miongoni mwa lipids (mafuta), triglycerides hutumiwa mara nyingi kwa nishati kupitia mchakato wa kimetaboliki unaoitwa β-oxidation. Karibu nusu ya mafuta ya ziada huhifadhiwa katika adipocytes ambazo hujilimbikiza kwenye tishu ndogo chini ya ngozi, wakati wengine huhifadhiwa katika adipocytes katika tishu nyingine na viungo.
Protini, ambazo ni polima, zinaweza kuvunjika ndani ya monomers zao, amino asidi ya mtu binafsi. Asidi amino inaweza kutumika kama vitalu vya ujenzi wa protini mpya au kuvunjwa zaidi kwa ajili ya uzalishaji wa ATP. Wakati mtu ana njaa kwa muda mrefu, matumizi haya ya amino asidi kwa ajili ya uzalishaji wa nishati yanaweza kusababisha kupoteza mwili, kama protini zaidi na zaidi zinavunjika.
Asidi ya nucleic iko katika vyakula vingi unavyokula. Wakati wa digestion, asidi ya nucleic ikiwa ni pamoja na DNA na RNA mbalimbali huvunjika ndani ya nucleotides yao ya sehemu. Nucleotides hizi zinaweza kufyonzwa kwa urahisi na kusafirishwa katika mwili wote kutumiwa na seli za mtu binafsi wakati wa kimetaboliki ya asidi ya nucleic.
Athari Anabolic
Tofauti na athari catabolic, athari anabolic kuhusisha kujiunga ya molekuli ndogo katika ndio kubwa. Athari za anabolic huchanganya monosaccharides kuunda polysaccharides, asidi ya mafuta ili kuunda triglycerides, amino asidi kuunda protini, na nucleotides kuunda asidi nucleic. Michakato hii inahitaji nishati kwa namna ya molekuli za ATP zinazozalishwa na athari za kataboliki. Athari za anabolic, pia huitwa athari za biosynthesis, huunda molekuli mpya zinazounda seli mpya na tishu, na kuimarisha viungo.
Udhibiti wa Hormonal wa
Homoni za kataboliki na anabolic katika mwili husaidia kudhibiti michakato ya kimetaboliki. Homoni za catabolic huchochea kuvunjika kwa molekuli na uzalishaji wa nishati. Hizi ni pamoja na kotisoli, glucagon, adrenaline/epinephrine, na cytokines. Homoni hizi zote huhamasishwa kwa nyakati maalum ili kukidhi mahitaji ya mwili. Homoni anabolic wanatakiwa kwa ajili ya awali ya molekuli na ni pamoja na ukuaji wa homoni, insulini-kama ukuaji sababu, insulini, Testosterone, na estrogen. Jedwali\(\PageIndex{1}\) muhtasari kazi ya kila moja ya homoni catabolic na Jedwali\(\PageIndex{2}\) muhtasari wa kazi za homoni anabolic.
Jedwali\(\PageIndex{1}\)
| catabolic homoni | |
|---|---|
| Homoni | Kazi |
| Cortisol | Iliyotolewa kutoka tezi ya adrenal kwa kukabiliana na dhiki; jukumu lake kuu ni kuongeza viwango vya damu ya glucose na gluconeogenesis (kuvunja mafuta na protini) |
| Glucagon | Iliyotolewa kutoka seli za alpha kwenye kongosho ama wakati wa kufa na njaa au wakati mwili unahitaji kuzalisha nishati ya ziada; huchochea kuvunjika kwa glycogen katika ini ili kuongeza viwango vya damu ya glucose; athari yake ni kinyume cha insulini; glucagon na insulini ni sehemu ya mfumo wa maoni mabaya ambayo huimarisha viwango vya damu ya glucose |
| Adrenaline/epinephrine | Iliyotolewa kwa kukabiliana na uanzishaji wa mfumo wa neva wenye huruma; huongeza kiwango cha moyo na contractility ya moyo, hupunguza mishipa ya damu, ni bronchodilator inayofungua (hupunguza) bronchi ya mapafu ili kuongeza kiasi cha hewa katika mapafu, na huchochea gluconeogenesis |
Jedwali\(\PageIndex{2}\)
| Anabolic Homoni | |
|---|---|
| Homoni | Kazi |
| Ukuaji wa homoni (GH) | Iliyotengenezwa na kutolewa kutoka kwenye tezi ya pituitari; huchochea ukuaji wa seli, tishu, na mifupa |
| Insulini-kama sababu ya ukuaji (IGF) | Stimulates ukuaji wa misuli na mfupa wakati pia kuzuia kifo kiini (apoptosis) |
| Insulini | Iliyotolewa na seli za beta ya kongosho; ina jukumu muhimu katika carbohydrate na kimetaboliki mafuta, udhibiti viwango vya damu glucose, na kukuza matumizi ya glucose ndani ya seli za mwili; husababisha seli katika misuli, tishu adipose, na ini kuchukua glucose kutoka damu na kuhifadhi katika ini na misuli kama glucagon; athari yake ni kinyume cha glucagon; glucagon na insulini ni sehemu ya mfumo wa maoni hasi ambayo huimarisha viwango vya damu ya glucose |
| Tosterone | Imezalishwa na majaribio katika wanaume na ovari katika wanawake; huchochea ongezeko la misuli na nguvu, pamoja na ukuaji na kuimarisha mfupa. |
| Estrojeni | Iliyotengenezwa hasa na ovari, pia huzalishwa na tezi za ini na adrenal; kazi zake za anabolic ni pamoja na kuongeza kimetaboliki na uhifadhi wa mafuta |
MATATIZO YA...
Michakato ya Metabolic: Ugonjwa wa Cushing na Ugonjwa wa Addison
Kama inaweza kutarajiwa kwa mchakato wa msingi wa kisaikolojia kama kimetaboliki, makosa au malfunctions katika usindikaji metabolic kusababisha pathophysiolojia au-kama uncorrected-hali ya ugonjwa. Magonjwa ya kimetaboliki ni kawaida matokeo ya protini zisizofanya kazi au enzymes ambazo ni muhimu kwa njia moja au zaidi ya kimetaboliki. Protini au enzyme malfunction inaweza kuwa matokeo ya mabadiliko ya maumbile au mutation. Hata hivyo, kawaida kazi protini na enzymes pia inaweza kuwa na madhara mabaya kama upatikanaji wao si ipasavyo kuendana na mahitaji metabolic. Kwa mfano, uzalishaji mkubwa wa cortisol ya homoni (tazama Jedwali) hutoa ugonjwa wa Cushing. Kliniki, ugonjwa wa Cushing una sifa ya kupata uzito wa haraka, hasa katika eneo la shina na uso, unyogovu, na wasiwasi. Ni muhimu kutaja kwamba tumors ya pituitary inayozalisha homoni ya adrenokotikotropiki (ACTH), ambayo hatimaye huchochea kamba ya adrenal kutolewa kwa cortisol nyingi, huzalisha athari sawa. Utaratibu huu wa moja kwa moja wa uzalishaji wa kotisoli hujulikana kama ugonjwa wa Cushing.
Wagonjwa wenye ugonjwa wa Cushing wanaweza kuonyesha viwango vya juu vya damu ya glucose na wako katika hatari kubwa ya kuwa feta. Pia huonyesha ukuaji wa polepole, mkusanyiko wa mafuta kati ya mabega, misuli dhaifu, maumivu ya mfupa (kwa sababu kotisoli husababisha protini kuvunjwa ili kutengeneza glucose kupitia gluconeogenesis), na uchovu. Dalili nyingine ni pamoja na jasho kubwa (hyperhidrosis), upanuzi wa kapilari, na kuponda ngozi, ambayo inaweza kusababisha kuvunja rahisi. Matibabu ya ugonjwa wa Cushing yote yanalenga kupunguza viwango vya kotisoli nyingi. Kulingana na sababu ya ziada, matibabu inaweza kuwa rahisi kama kuacha matumizi ya mafuta ya cortisol. Katika hali ya tumors, upasuaji mara nyingi hutumiwa kuondoa tumor inayofaa. Ambapo upasuaji haifai, tiba ya mionzi inaweza kutumika kupunguza ukubwa wa tumor au sehemu za ablate za kamba ya adrenal. Hatimaye, dawa zinapatikana ambazo zinaweza kusaidia kudhibiti kiasi cha cortisol.
Uzalishaji wa cortisol haitoshi ni tatizo sawa. Ukosefu wa Adrenal, au ugonjwa wa Addison, unahusishwa na uzalishaji mdogo wa cortisol kutoka tezi ya adrenal. Inaweza kusababisha kutokana na malfunction ya tezi adrenal-hazizalishi kotisoli ya kutosha-au inaweza kuwa matokeo ya kupungua kwa upatikanaji wa ACTH kutoka pituitari. Wagonjwa na ugonjwa wa Addison wanaweza kuwa na shinikizo la damu, weupe, udhaifu uliokithiri, uchovu, harakati polepole au uvivu, lightheadedness, na chumvi tamaa kutokana na hasara ya sodiamu na viwango vya juu vya potassium damu (hyperkalemia). Waathirika pia wanaweza kuteseka kutokana na kupoteza hamu ya kula, kuhara sugu, kutapika, vidonda vya kinywa, na rangi ya ngozi ya ngozi. Utambuzi kawaida huhusisha vipimo vya damu na vipimo upigaji picha ya tezi adrenal na pituitari. Matibabu inahusisha tiba ya uingizwaji wa kotisoli, ambayo kwa kawaida lazima iendelee kwa maisha.
Athari za Kupunguza oxidation
Athari za kemikali za kimetaboliki zinazohusisha uhamisho wa elektroni kutoka kiwanja kimoja hadi kingine kwa michakato iliyochochewa na enzymes. Electroni katika athari hizi kwa kawaida zinatokana na atomi za hidrojeni, ambazo zinajumuisha elektroni na protoni. Molekuli hutoa atomi ya hidrojeni, kwa namna ya ioni ya hidrojeni (H +) na elektroni, ikivunja molekuli kuwa sehemu ndogo. Kupoteza kwa elektroni, au oxidation, hutoa kiasi kidogo cha nishati; wote elektroni na nishati kisha hupitishwa kwa molekuli nyingine katika mchakato wa kupunguza, au kupata elektroni. Athari hizi mbili daima hutokea pamoja katika mmenyuko wa kupunguza oksidi (pia huitwa mmenyuko wa redoksi) -wakati elektroni inapitishwa kati ya molekuli, wafadhili huoksidishwa na mpokeaji hupunguzwa. Athari za kupunguza oxidation mara nyingi hutokea katika mfululizo, ili molekuli iliyopunguzwa hatimaye ikoksidishwa, haipatikani elektroni tu iliyopokea lakini pia nishati iliyopokea. Kama mfululizo wa athari unavyoendelea, nishati hujilimbikiza ambayo hutumiwa kuchanganya P i na ADP kuunda ATP, molekuli ya juu-nishati ambayo mwili hutumia kwa mafuta.
Athari za kupunguza oxidation huchochewa na enzymes zinazosababisha kuondolewa kwa atomi za hidrojeni. Coenzymes hufanya kazi na enzymes na kukubali atomi Coenzymes mbili za kawaida za athari za kupunguza oxidation ni nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) na flavin adenine dinucleotide (FAD). Coenzymes zao zilizopunguzwa ni NADH na FADH 2, ambazo ni molekuli zenye nishati zinazotumiwa kuhamisha nishati wakati wa kuundwa kwa ATP.
Sura ya Mapitio
Metabolism ni jumla ya catabolic yote (kuvunja) na anabolic (awali) athari katika mwili. Kiwango cha metabolic hupima kiasi cha nishati inayotumiwa kudumisha maisha. Kiumbe lazima ingize kiasi cha kutosha cha chakula ili kudumisha kiwango chake cha kimetaboliki ikiwa viumbe ni kukaa hai kwa muda mrefu sana.
Catabolic athari kuvunja molekuli kubwa, kama vile wanga, lipids, na protini kutoka chakula kumeza, katika sehemu zao Constituent ndogo. Pia ni pamoja na kuvunjika kwa ATP, ambayo hutoa nishati zinazohitajika kwa michakato ya kimetaboliki katika seli zote katika mwili.
Athari za anabolic, au athari za biosynthetic, huunganisha molekuli kubwa kutoka sehemu ndogo ndogo, kwa kutumia ATP kama chanzo cha nishati kwa athari hizi. Athari za anabolic hujenga mfupa, misuli ya misuli, na protini mpya, mafuta, na asidi ya nucleic. Athari za kupunguza oksidi huhamisha elektroni katika molekuli kwa kuoksidisha molekuli moja na kupunguza nyingine, na kukusanya nishati iliyotolewa ili kubadilisha P i na ADP kuwa ATP. Makosa katika kimetaboliki kubadilisha usindikaji wa wanga, lipids, protini, na asidi nucleic, na inaweza kusababisha idadi ya majimbo ya ugonjwa.
Mapitio ya Maswali
Swali: Monosaccharide hutengenezwa kutoka polysaccharide katika aina gani ya mmenyuko?
A. mmenyuko wa kupunguza oxidation
B. majibu anabolic
C. majibu ya catabolic
D. mmenyuko wa biosyn
Jibu: C
Swali: Ikiwa athari za anabolic zinazidi athari za catabolic, matokeo yatakuwa ________.
A. kupoteza uzito
B. kupata uzito
C. mabadiliko ya kiwango cha metabolic
D. maendeleo ya ugonjwa
Jibu: B
Swali: Wakati NAD inakuwa NADH, coenzyme imekuwa ________.
A. kupunguzwa
B. iliyooksidishwa
C. metabolized
D. hidrolisisi
Jibu: A
Swali: Athari za anabolic hutumia nishati kwa ________.
A. kugeuka ADP katika ATP
B. kuondoa kikundi cha phosphate kutoka ATP
C. kuzalisha joto
D. kuvunja molekuli katika sehemu ndogo
Jibu: B
Maswali muhimu ya kufikiri
Swali: Eleza jinsi kimetaboliki inaweza kubadilishwa.
A. ongezeko au kupungua kwa molekuli konda misuli kusababisha ongezeko au kupungua kwa kimetaboliki.
Swali: Eleza jinsi ugonjwa wa Addison unaweza kutibiwa.
Ugonjwa wa Addison unahusishwa na viwango vya chini vya cortisol. Njia moja ya kutibu ugonjwa ni kwa kutoa cortisol kwa mgonjwa.
faharasa
- homoni anabolic
- homoni kuchochea awali ya molekuli mpya, kubwa
- athari za anabolic
- athari kwamba kujenga molekuli ndogo katika molekuli kubwa
- athari biosynthesis
- athari kwamba kujenga molekuli mpya, pia hujulikana athari anabolic
- homoni za kataboliki
- homoni kuchochea kuvunjika kwa molekuli kubwa
- athari za kataboliki
- athari kwamba kuvunja molekuli kubwa katika sehemu zao Constituent
- FADH 2
- high-nishati molekuli zinahitajika kwa glycolysis
- flavin adenine dinucleotide (FAD)
- coenzyme kutumika kuzalisha FADH 2
- kimetaboliki
- Jumla ya athari zote catabolic na anabolic yanayotokea katika mwili
- NADH
- high-nishati molekuli zinahitajika kwa glycolysis
- nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)
- coenzyme kutumika kuzalisha NADH
- oxidation
- kupoteza elektroni
- mmenyuko wa kupunguza oxidation
- (pia, mmenyuko wa redox) jozi ya athari ambayo elektroni hupitishwa kutoka molekuli moja hadi nyingine, kuimarisha moja na kupunguza nyingine
Wachangiaji na Majina
- reduction
- gaining of an electron
- Template:ContribOpenStaxAP