Wat ass e Stoffwiessel?

Metabolismus oder Austausch vu Stoffer - E Set vu chemesche Reaktiounen, déi an engem liewegen Organismus optriede fir d'Liewe z'erhalen. Dës Prozesser erlaben Organismen ze wuessen an ze multiplizéieren, hir Strukturen z'erhalen an d'Ëmweltinflëss z'äntwerten.

Metabolismus ass normalerweis an 2 Etappen opgedeelt: Katabolismus an Anabolismus. Wärend der Katabolismus degradéiere komplex organesch Substanzen op méi einfach, normalerweis fräigesat Energie. An an de Prozesser vum Anabolismus - vu méi einfache méi komplexe Substanzen ginn synthetiséiert an dëst ass begleet vun Energiekäschten.

Eng Serie vu chemesche metabolesche Reaktiounen ginn metabolesch Weeër genannt. An hinnen, mat der Participatioun vun Enzymen, ginn e puer biologesch däitlech Moleküle sequenziell an anerer ëmgewandelt.

Enzymer spillen eng wichteg Roll an de metabolesche Prozesser well:

• handelen als biologesch Katalysatoren a reduzéieren d'Aktivéierungsenergie vun enger chemescher Reaktioun,
• erlaabt Iech metabolesch Weeër ze reguléieren an Äntwert op Verännerunge vun der Ëmfeld vun der Zell oder Signaler vun aneren Zellen.

Metabolesch Features beaflossen ob eng bestëmmte Molekül gëeegent ass fir de Kierper als Energiequell ze benotzen. Zum Beispill, verschidde Prokaryote benotze Waasserstoffsulfid als Energiequell, awer dëse Gas ass toxesch fir Déieren. De Stoffwiessel beaflosst och d'Quantitéit u Liewensmëttel, dee fir de Kierper gebraucht gëtt.

Biologesch Molekülen

D'Haapt metabolescht Weeër an hir Komponenten sinn d'selwecht fir vill Arten, wat op d'Unitéit vun der Hierkonft vun all Liewewiesen beweist. Zum Beispill, e puer Carboxylsäuren, déi Intermédiairen am Tricarboxylsäure Zyklus sinn, sinn an all Organismen präsent, vu Bakterien bis eukaryotesch multicelluläre Organismen. D'Ähnlechkeeten am Metabolismus si méiglecherweis mat der héijer Effizienz vun de metabolesche Weeër ze dinn, an och zu hirem fréie Erscheinungsbild an der Evolutiounsgeschicht.

Biologesch Molekülen

Organesch Substanzen, déi all lieweg Saachen ausmaachen (Déieren, Planzen, Pilzen a Mikroorganismen) ginn haaptsächlech vun Aminosaieren, Kuelenhydrater, Lipiden (dacks Fette genannt) an Nukleinsäuren representéiert. Zënter datt dës Moleküle wesentlech fir d'Liewen sinn, sinn metabolesch Reaktiounen fokusséiert fir dës Moleküle ze kreéieren wann Dir Zellen a Stoffer baut oder se zerstéieren fir se als Energiequell ze benotzen. Vill wichteg biochemesch Reaktiounen kombinéiere DNA a Proteinen ze synthetiséieren.

Metabolesch Roll

De Metabolismus verdéngt et gutt opmierksam ze ginn. No allem ass d'Versuergung vun eisen Zellen mat nëtzlechen Substanzen ofhängeg vu senger etabléierter Aarbecht. D'Basis vum Stoffwiessel si chemesch Reaktiounen, déi am mënschleche Kierper optrieden. Déi Substanzen noutwendeg fir d'Liewen vum Kierper dee mir mat Iessen kréien.

Zousätzlech brauche mer méi Sauerstoff, déi mer zesumme mat der Loft otmen. Ideal soll e Gläichgewiicht tëscht de Prozesser vum Bau an Zerfall observéiert ginn. Dëst Gläichgewiicht kann awer dacks gestéiert ginn an et gi vill Grënn dofir.

Ursaache vu Stoffwiesselstéierungen

Ënner den éischte Grënn vu metabolesche Stéierunge kënnen Ierffaktor identifizéiert ginn. Och wann et inorrigibel ass, ass et méiglech a noutwendeg fir et ze kämpfen! Och metabolesch Stéierunge kënnen duerch organesch Krankheeten verursaacht ginn. Wéi och ëmmer, dës Stéierunge sinn d'Resultat vun eiser Ënnerernärung.

Als Iwwerflëssegkeet vun Nährstoffer, an hire Mangel ass ganz schiedlech fir eise Kierper. An d'Konsequenze kënnen irreversibel sinn. En Iwwerschoss vu bestëmmte Nährstoffer entstinn als Resultat vum exzessive Konsum vu fettege Liewensmëttel, an e Mangel entstinn aus der strenger Beobachtung vu verschiddenen Diäten fir Gewiichtsverloscht. D'Haaptnahrung ass meeschtens eng monoton Diät, wat zu engem Mangel u wesentlechen Nährstoffer féiert, am Tour, dëst wäert zwangsleefeg zu der Entwécklung vu verschidde Krankheeten féieren. Eng Allergie fir déi meescht Liewensmëttel ass méiglech.

Metabolesch Krankheeten

Och nodeems mir all metabolesch Prozesser balancéiert hunn, de Kierper mat de vermësste Vitaminnen liwweren, riskéiere mir eng Zuel vu seriöen Krankheeten ze verursaachen duerch den Zerfallsprodukter vun eisen Zellen. Zerfall Produkter hunn alles lieweg a wuessen, an dëst ass vläicht dee geféierlechste Feind fir eis Gesondheet. An anere Wierder, de Kierper muss an der Zäit vun Toxine geläscht ginn, oder se fänken einfach un et ze vergëft. Iwwerschoss bleiwen, Zerfallprodukter verursaache chronesch Krankheeten a verlangsamt d'Aarbecht vum ganzen Organismus.

Mat Kohlenhydratmetabolismusstéierunge geschitt eng schlëmm Krankheet - Diabetis mellitus, mat engem bessere Fettmetabolismus, Cholesterol accumuléiert (Wéi Cholesterin erofsetzen ouni Medikamenter?), Wat Häerz a vaskuläre Krankheeten verursaacht. Fräi Radikale, déi reichend ginn, droen zur Entstoe vu bösartigen Tumoren bäi.

Adipositas ass och eng allgemeng Konsequenz vu metabolesche Probleemer. Dës Grupp enthält och Gout, Verdauungsstéierunge, verschidde Formen vun Diabetis etc. Ungleichgewicht vu Mineralstoffer a Vitaminnen féiert zu Schied un Muskelen, Schanken, Schwer Stéierunge vum Herz-Kreislauf-System. Bei Kanner kann dëst zu ganz eeschte Konsequenzen a Form vun stuntem Wuesstum an Entwécklung féieren. Et ass derwäert ze bemierken datt d'zousätzlech Benotzung vu Vitaminnen net ëmmer recommandéiert ass, well hir Iwwerfloss kann och negativ Konsequenzen hunn.

Präventioun

Fir metabolesch Prozesser an eisem Kierper ze regléieren, musse mir wëssen datt et e puer Substanzen gëtt déi d'Bildung vu Toxine verhënneren an d'Qualitéit vum Stoffwiessel verbesseren.

Déi éischt ass Sauerstoff. Déi optimal Quantitéit vum Sauerstoff an den Tissue aktivéiert metabolesch Prozesser wesentlech.

Zweetens, Vitaminnen a Mineralstoffer. Mat dem Alter verléieren all Prozesser méi lues, et gëtt eng partiell Blockéierung vu Bluttgefässer, sou datt et wichteg ass den Empfang vun enger genuch Betrag u Mineralstoffer, Kuelenhydrater a Sauerstoff ze kontrolléieren. Dëst wäert d'gutt Aarbecht vum Waasser-Salz Metabolismus vun der Zell garantéieren, well no der Passage vun der Zäit dréit d'Zelle eraus an net méi all néideg Elementer fir säi Liewen ze kréien. Dëst ze wëssen ass et wichteg fir eis d'Alterenzellen kënschtlech ze ernären.

Et gi vill Empfehlungen an Drogen, déi de Metabolismus regelen. An der Volleksmedizin huet de Wäisséi Algen - Fucus, grouss Popularitéit gewonnen, et enthält e wäertvollen Satz Mineralstoffer a nëtzlech Vitaminnen noutwendeg fir de Stoffwiessel ze verbesseren. Richteg Ernärung, d'Ausgrenzung vun der Diät vu Liewensmëttel, déi Cholesterol an aner schiedlech Substanzen enthalen, ass en anere Wee fir de Kierper ouni Problem ze schaffen.

Ausbildung: Moskau Medical Institut I. Sechenov, Spezialitéit - "Medizinesch Geschäft" am Joer 1991, am Joer 1993 "Beruffskrankheeten", am Joer 1996 "Therapie".

Plastiks Iessbehälter: Fakten a Mythen!

Aminosaier Saieren a Proteinen Edit

Proteine ​​si Biopolymer a bestinn aus Aminosauerreschter, déi duerch Peptidbindunge verbonne sinn. E puer Proteine ​​sinn Enzymen a katalyséiere chemesch Reaktiounen. Aner Proteinen hunn eng strukturell oder mechanesch Funktioun (zum Beispill, bilden en Zytoskelett). Proteine ​​spillen och eng wichteg Roll bei Zell Signalisatioun, Immunreaktiounen, Zell Aggregatioun, aktive Transport iwwer Membranen, an Zellzyklusreguléierung.

Wat ass de Stoffwiessel?

Metabolismus (oder Metabolismus) ass eng Kombinatioun vun de Prozesser fir Liewenskalorien an Energie fir d'Liewe vun engem Organismus ëmzesetzen. De Metabolismus fänkt un mat Verdauung a kierperlecher Aktivitéit, a geet mat der Atmung vun der Persoun wärend dem Schlof, wann de Kierper Sauerstoff a verschidde Organer liwwert ouni d'Participatioun vum Gehir a komplett autonom.

D'Konzept vum Metabolismus ass enk mat der Berechnung vun der alldeeglecher Kalorienzuféierung verwandt, wat de Startpunkt ass an all Diät fir Gewiichtsverloscht oder Muskelgewënn. Op Basis vum Alter, Geschlecht a kierperleche Parameter gëtt den Niveau vum Basismetabolismus bestëmmt - dat ass d'Zuel vun de Kalorien déi néideg sinn fir dem alldeeglechen Energiebedarf vum Kierper ze decken. An der Zukunft gëtt dësen Indikator multiplizéiert mat engem Indikator fir mënschlech Aktivitéit.

Et gëtt dacks gegleeft datt d'Geschwindegkeet vum Metabolismus gutt ass fir Gewiicht ze verléieren, well et de Kierper verursaacht méi Kalorien ze verbrennen. A Wierklechkeet verléiert de Stoffwiessel vu Gewiicht ze verléieren normalerweis, well d'Beschleunegung vum Stoffwechsel kann nëmme erreecht ginn andeems d'Kalorienzufuucht gläichzäiteg erhéicht gëtt an de Niveau vu kierperlecher Aktivitéit erhéicht - dat heescht während der Kraaft Training fir Muskelwachstum.

Lipiden Edit

Lipiden gehéieren zu biologesche Membranen, zum Beispill Plasma Membranen, si Komponente vu Koenzymen an Energiequellen. Lipiden sinn hydrophobesch oder amphifilesch biologesch Molekülle, déi an organeschen Léisungsmëttel, wéi benzen oder Chloroform solle sinn. Fetter sinn eng grouss Grupp vu Verbindungen déi Fettsäuren a Glycerin enthalen. D'Glycerol trihydresch Alkoholmolekül, déi dräi komplex Esterbindunge mat dräi Fettsäure Moleküle bilden, gëtt triglycerid genannt. Niewent Fettsäurreschter kënnen komplex Lipiden zB Sphingosin (Sphingolipiden), hydrofil Phosphatgruppen (a Phospholipiden) enthalen. Steroiden, wéi Cholesterin, sinn eng aner grouss Klass vu Lipiden.

Kuelenhydrater Edit

Zucker kënnen an enger kreesfërmeger oder linearer Form a Form vun Aldehyden oder Ketone existéieren, si hu verschidde Hydroxylgruppen. Kuelenhydrater sinn déi heefegst biologesch Molekülle. Kuelenhydrater maachen déi folgend Funktiounen: Energielagerung an Transport (Stärke, Glykogen), Strukturell (Planzzellulose, Chitin a Champignonen an Déieren). Déi heefegst Zockermonomer sinn Hexosen - Glukos, Fruktose a Galaktose. Monosacchariden gehéieren zu méi komplexe linear oder vertréchent Polysacchariden.

Wéi beschleunegt de Metabolismus?

Den Afloss vun der Ernärung op d'Beschleunegung vum Stoffwiessel ass net sou kloer wéi et op den éischte Bléck schéngt. Trotz der Tatsaach datt et vill Produkter sinn, déi de Metabolismus verschlechteren - vun deenen déi zu Gewiichtsgewënn an Zocker an aner séier Kohbhydraten féieren, bis Margarine mat sengen Transfetter - kënnen nëmme ganz wéineg Produkter tatsächlech de Metabolismus beschleunegen.

Zënter dem metaboleschen Zyklus vum Kierper kann e puer Deeg daueren (zum Beispill, mat enger kompletter Oflehnung vu Kuelenhydrater, de Kierper wiesselt op d'ketogene Diät nëmmen 2-3 Deeg), de Metabolismus kann net beschleunegt ginn andeems en eenzegt Produkt iesst oder e Geméis Smoothie fir Gewiichtsverloscht drénkt. Ënner anerem ass d'Beschleunegung vum Stoffwiessel normalerweis mat engem verstäerkten Appetit assoziéiert - wat net ëmmer nëtzlech ass wann Dir eng Diät fir Gewiichtsverloscht folgt.

Metabolesch Prozesser vu Gewiichtsverloscht

Ugeholl datt eng Iwwergewiicht Persoun décidéiert huet Gewiicht ze verléieren, aktiv mat kierperlechen Übungen engagéiert an huet eng Diät mat reduzéierter Kalorien ugefaang. Hien huet och gelies datt fir den Metabolismus ze beschleunegen musst Dir méi Waasser drénken an Ananas iessen, räich am "fett-zerstéierende" Enzym Bromelain. Wéi och ëmmer, ass d'final Resultat net eng Beschleunegung vum Stoffwechsel iwwerhaapt, awer seng schaarf Verzögerung.

D'Ursaach ass einfach - de Kierper fänkt un Signaler ze verschécken datt de Niveau vun der kierperlecher Aktivitéit dramatesch eropgaang ass, an d'Energieverbrauch vu Liewensmëttel ass staark erofgaang. A wat méi aktiv eng Persoun mat Übungen engagéiert an déi méi strikt Ernärung hien beobachtet, dest méi staark de Kierper denkt datt "schlecht Zäiten" komm sinn an et ass Zäit de Metabolismus ze verlangsamen fir Fettreserven ze spueren - plus, Cortisol a Leptinniveauen erhéijen.

Wéi de Stoffwiessel beschleunegen?

Fir Gewiicht ze verléieren brauch Dir net ze probéieren de Stoffwechsel ze "verspreiden" an de Metabolismus sou séier wéi méiglech ze beschleunegen - als éischt musst Dir méi virsiichteg sinn iwwer wéi eng Produkter de Kierper all Dag Kalorien kritt. An deene meeschte Fäll, Normaliséierung vun der Diät a Kontroll vum glycemesche Index vun verbrauchte Kuelenhydrater féiert séier zur Normaliséierung vun de metabolesche Prozesser.

Oft Leit, déi versichen, Gewiicht ze verléieren overschätzen d'Energiekäschte vun der kierperlecher Training, wärend de Kaloriegehalt vum Liewensmëttel déi se verbrauchen bedeitend Ënnerschätzen. Zum Beispill, den Zocker an engem Dosen Cola enthält ass genuch fir eng 30-40 Minutte Run - an anere Wierder, et ass vill méi einfach Cola opzeginn wéi Dir Iech mat ustrengenden Übungen usträichen, probéiert dës Kalorien ze verbrennen.

Nukleotiden Edit

Polymeresch DNA a RNA Molekülle si laang, ongebrochen Ketten vun Nukleotiden. Nukleinsäure féieren d'Funktioun fir genetesch Informatioun ze späicheren an ëmzesetzen déi während de Prozesser vu Replikatioun, Transkriptioun, Iwwersetzung a Proteinbiosynthese duerchgefouert gëtt. Informatioun kodéiert an Nukleinsäuren ass geschützt géint Ännerungen duerch Reparatiounssystemer a gëtt multiplizéiert mat DNA Replikatioun.

E puer Virussen hunn en RNA-enthale Genom. Zum Beispill benotzt de mënschleche Immunodefizitvirus Reverse Transkriptioun fir en DNA Template vun engem eegene RNA-enthaltende Genom ze kreéieren. E puer RNA Molekülle hu katalytesch Eegeschaften (Ribozym) an gehéieren zu Spliceosomen a Ribosomen.

Nukleosiden si Produkter vun der Zousatz vun Stickstoffbasen zum Riboszocker. Beispiller vu Stéckstoffbasis si heterozyklesch Stickstoffhalteg Verbindungen - Derivate vu Purinen a Pyrimidinen. E puer Nukleotiden wierken och als Koenzym a funktionnele Gruppentransferreaktiounen.

Coenzymes Edit

De Metabolismus enthält eng breet Palette vu chemesche Reaktiounen, déi meeschtens zu verschiddenen Haaptarten vu funktionneller Gruppentransferreaktiounen ze dinn hunn. Coenzymë ginn benotzt fir funktionell Gruppen tëscht Enzymen ze transferéieren, déi chemesch Reaktiounen katalyséieren. All Klass vu chemesche Reaktiounen vum Transfer vu funktionelle Gruppen gëtt duerch eenzel Enzymen an hir Kofaktore katalyséiert.

Adenosin Triphosphat (ATP) ass ee vun den zentrale Koenzym, eng universell Quell vun Zellsenergie. Dësen Nukleotid gëtt benotzt fir chemesch Energie ze transferéieren, déi an makroergesche Bindungen tëscht verschiddene chemesche Reaktiounen gelagert sinn. An Zellen gëtt et eng kleng Quantitéit ATP, déi dauernd aus ADP an AMP regeneréiert gëtt. De mënschleche Kierper verbraucht ATP Mass pro Dag, gläich wéi d'Mass vum eegene Kierper. ATP handelt als Verbindung tëscht Katabolismus an Anabolismus: mat katabolesche Reaktiounen gëtt ATP geformt, mat anaboleschen Reaktiounen, gëtt Energie verbraucht. ATP wierkt och als Spender vun der Phosphatgrupp a Phosphorylatiounsreaktiounen.

Vitamine si klengmolekular Gewiicht organesch Substanzen, déi a klenge Quantitéiten erfuerderlech sinn, an zum Beispill déi meescht Vitaminnen net an de Mënsch synthetiséiert ginn, awer mat Iesse kritt oder duerch d'gastrointestinal Mikroflora. Am mënschleche Kierper sinn déi meescht Vitaminne Kofaktoren vun Enzymen. Déi meescht Vitaminne kréien verännert biologesch Aktivitéit, zum Beispill, all Waasserléisbar Vitamine an Zellen ginn phosphoryléiert oder kombinéiert mat Nukleotiden. Nikotinamid Adenin Dinucleotid (NADH) ass eng Derivat vu Vitamin B₃ (Niacin), an ass e wichtegt Coenzym - Waasserstoff acceptor. Honnerte vun ënnerschiddleche Dehydrogenase-Enzyme huelen Elektronepueren aus de Molekülle vun de Substrater an iwwerginn se an d'NAD + Molekülle, reduzéieren se op NADH. D'oxydéiert Form vu Coenzym ass e Substrat fir verschidde Reduktasen an der Zell. NAD an der Zell existéiert an zwou verbonne Formen vun NADH an NADPH. NAD + / NADH ass méi wichteg fir katabolesch Reaktiounen, an NADP + / NADPH gëtt méi dacks an anabolesch Reaktiounen benotzt.

Anorganesch Substanzen a Cofaktoren Edit

Anorganesch Elementer spillen eng entscheedend Roll am Stoffwiessel. Ongeféier 99% vun der Mass vun engem Mamendéieren besteet aus Kuelestoff, Stickstoff, Kalzium, Natrium, Magnesium, Chlor, Kalium, Waasserstoff, Phosphor, Sauerstoff a Schwefel. Biologesch bedeitend organesch Verbindungen (Proteinen, Fette, Kuelenhydrater an Nukleinsäuren) enthalen eng grouss Quantitéit vu Kuelestoff, Waasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff a Phosphor.

Vill anorganesch Verbindunge si ionesch Elektrolyte. Déi wichtegst Ionen fir de Kierper sinn Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Chloriden, Phosphate an Bicarbonate. D'Gläichgewiicht vun dësen Ionen an der Zell an am extrazelluläre Medium bestëmmt den osmoteschen Drock a pH. Ion Konzentratioune spillen och eng wichteg Roll am Fonctionnement vun Nerven- a Muskelzellen. Den Handlungspotenzial an excitéierenden Tissue entstinn duerch den Austausch vun Ionen tëscht der extrazellularer Flëssegkeet an dem Zytoplasma. Elektrolyte ginn an d'Zell duerch Ionkanäl an der Plasmamembran eraus. Zum Beispill, wärend Muskelkontraktioun, Kalzium, Natrium, a Kaliumionen an der Plasma Membran, Zytoplasma, an T-Réier beweegen.

Iwwergangsmetaller am Kierper sinn Spuerelementer, Zink an Eisen sinn déi heefegst. Dës Metalle gi vu bestëmmte Proteine ​​benotzt (zum Beispill Enzymer als Kofaktoren) a si wichteg fir d'Aktivitéit vun Enzymen ze regléieren an Transportproteine. Kofaktoren vun Enzymen si normalerweis enk un e spezifescht Protein gebonnen, awer kënne wärend der Katalyse geännert ginn, an no der Katalyse ginn se ëmmer erëm an den ursprénglechen Zoustand (ginn net verbraucht). Spurenmetaller ginn vum Kierper absorbéiert mat spezielle Transportproteine ​​a si ginn net am Kierper an engem fräie Staat fonnt, well se mat spezifesche Carriärproteine ​​verbonne sinn (zum Beispill Ferritin oder Metallothioninen).

All lieweg Organismen kënnen an aacht Haaptgruppen agedeelt ginn, jee nodeem wéi eng benotzt gëtt: eng Energiequell, eng Kuelestoffquell, an en Elektrondonor (oxidéierbar Substrat).

1. Als Energiequell kënnen lieweg Organismen benotzen: d'Energie vum Liicht (Foto) oder d'Energie vu chemesche Verbindungen (chemo) Zousätzlech fir parasitär Organismen ze beschreiwen déi d'Energieressourcen vun der Hostzell benotzen, de Begrëff Fallschierm.
2. Als Elektronen Donateur (Reduzéierungsmëttel) kënne lieweg Organismen benotzen: anorganesch Substanzen (gegoss) oder organesch Matière (Uergel).
3. Als Kuelestoffquell benotzt lieweg Organismen: Kuelendioxid (auto) oder organesch Matière (hetero-) Heiansdo Begrëffer auto an heterotroph benotzt a Relatioun mat aneren Elementer, déi Deel vu biologesche Moleküle a reduzéierter Form sinn (z.B. Stickstoff, Schwefel). An dësem Fall sinn "Stickstoff-autotrophesch" Organismen Aarte déi oxydéiert anorganesch Verbindungen als Stickstoffquell benotzen (zum Beispill Planzen, kënnen Nitratreduktioun ausféieren). A "Stéckstoff heterotrophesch" sinn Organismen déi net fäeg sinn d'Reduktioun vun oxidéierten Formen vu Stickstoff auszeféieren an organesch Verbindungen als seng Quell ze benotzen (zum Beispill Déieren fir déi Aminosaieren d'Quell vu Stickstoff sinn).

Den Numm vun der Aart vu Metabolismus gëtt geformt andeems déi entspriechend Wuerzelen an um Enn vun der Wuerzel addéieren -troph-An. Dës Tabell weist déi méiglech Aarte vu Stoffwiessel mat Beispiller:

• E puer Autoren benotzen -hydro wa Waasser als Elektron Donateur handelt.

D'Klassifizéierung gouf vun enger Grupp vun Autoren (A. Lvov, C. van Nil, F. J. Ryan, E. Tatem) entwéckelt an am 11. Symposium am Cold Spring Harbor Laboratoire guttgeheescht a war ursprénglech benotzt fir d'Ernärungsarten ze beschreiwen. Et gëtt awer de Moment benotzt fir de Stoffwiessel vun aneren Organismen ze beschreiwen.

Et ass offensichtlech vun der Tabell datt d'metabolesch Fäegkeeten vu Prokaryoten vill méi divers sinn am Verglach zu Eukaryoten, déi sech duerch d'fotolithoautotrophesch a chemoorganoheterotrophesch Aarte vu Metabolismus charakteriséieren.

Et sollt bemierkt datt verschidden Zorte Mikroorganismen, ofhängeg vun Ëmweltbedéngungen (Beliichtung, Verfügbarkeet vun organeschen Substanzen, asw.) A physiologeschen Zoustand, de Stoffwiessel vu verschiddenen Zorten ausféieren kann. Dës Kombinatioun vu verschiddenen Zorte vu Metabolismus gëtt als Mixotrophie beschriwwen.

Wann dës Klassifikatioun op multicellulär Organismen applizéiert gëtt, ass et wichteg ze verstoen datt bannent engem Organismus Zelle kënne sinn, déi an der Aart vu Metabolismus ënnerscheeden. Also d'Zellen vun der Loft, fotosynthetesch Organer vu multicelluläre Planzen si charakteriséiert duerch d'fotolithoautotrophesch Aart vu Metabolismus, während d'Zellen vun den ënnerierdeschen Organer als chemoorganoterotrophesch beschriwwe ginn. Wéi am Fall vu Mikroorganismen, wann d'Ëmweltbedingunge, d'Etapp Stadium, an de physiologeschen Zoustand änneren, kann d'Art vu Metabolismus vun den Zellen vun engem multicelluläre Organismus änneren. Zum Beispill, am Däischteren an an der Stuf vun der Keimung, Zellen vu méi héije Planzen metaboléieren eng chemo-organo-heterotrophesch Aart.

Metabolismus ginn metabolesch Prozesser genannt, an deenen relativ grouss organesch Moleküle vu Zucker, Fette, Aminosaieren zerbriechen. Wärend dem Katabolismus gi méi einfach organesch Molekülle geformt, déi noutwendeg sinn fir Anabolismus (Biosynthese) Reaktiounen. Dacks ass et am Laf vu Katabolismusreaktiounen datt de Kierper Energie mobiliséiert, d'Energie vun de chemesche Verbindunge vun organesche Moleküle, déi während der Verdauung vu Liewensmëttel kritt ass, an zougänglech Formen iwwersetzt: an der Form vun ATP, reduzéierter Koenzym, a transmembrane elektrochemescht Potenzial. De Begrëff Katabolismus ass net synonym mat "Energiemetabolismus": a ville Organismen (zum Beispill, Phototrophen) sinn d'Haaptprozesser vun der Energiespäicherung net direkt mat dem Decompte vun organesche Molekülen ze dinn. D'Klassifikatioun vun Organismen no Zort Metabolismus kann op der Energiequelle baséieren, sou wéi et an der viregter Sektioun reflektéiert gouf. Chemotrophen benotzen d'Energie vu chemesche Bindungen, a Phototrofe verbrauchen d'Energie vu Sonneliicht. Wéi och ëmmer, all dës verschidde Forme vu Stoffwiessel hänke vu Redoxreaktiounen of, déi verbonne sinn mat dem Transfert vun Elektronen aus reduzéierten Donateure vun Molekülen, wéi organesch Molekülle, Waasser, Ammoniak, Waasserstoffsulfid, fir Akzeptor Moleküle wéi Sauerstoff, Nitrater oder Sulfat ze akzeptéieren. Bei Déieren gehéieren dës Reaktiounen den Ënnerdeelung vu komplexen organesche Molekülen a méi einfache wéi Kuelendioxid a Waasser. A Photosyntheteschen Organismen - Planzen a Cyanobakterien - Elektronentransferreaktiounen fräigesat net Energie, awer si ginn als Manéier benotzt fir Energie, déi aus Sonneliicht absorbéiert gëtt, ze späicheren.

Katabolismus an Déieren kann an dräi Haaptstadien opgedeelt ginn. Als éischt gi grouss organesch Moleküle wéi Proteinen, Polysacchariden, a Lipiden ofgebrach a méi kleng Komponenten ausserhalb vun den Zellen. Weider féieren dës kleng Molekülle an d'Zellen a verwandelen sech an nach méi kleng Molekülen, zum Beispill Acetyl-CoA. Als Zréck oxydéiert d'Acetylgrupp vum Koenzym A Waasser a Kuelendioxid am Krebs Zyklus an der Atmungskette, fräigesat Energie, déi a Form vun ATP gelagert gëtt.

Verdauung Edit

Macromolekülen wéi Stärke, Cellulose oder Proteine ​​musse opgedeelt ginn op méi kleng Eenheeten ier se duerch Zellen kënne benotzt ginn. Verschidde Klassen vun Enzymen sinn an der Degradatioun involvéiert: Proteasen, déi Proteinen op Peptiden an Aminosaieren zerbriechen, Glycosidasen, déi Polysacchariden zu Oligo- a Monosacchariden zerbriechen.

Mikroorganismen secrete hydrolytesch Enzyme an de Raum ronderëm si, wat anescht ass wéi Déieren, déi esou Enzyme just aus spezialiséierten Drüsenzellen secréieren. Aminosaieren an Monosachariden, déi aus der Aktivitéit vun extrazellularen Enzymen entstinn, ginn an d'Zellen mat aktiven Transport.

Kréien Energy Edit

Wärend Kohlenhydratkatabolismus ginn komplex Zucker ofgebrach an Monosachariden, déi duerch Zellen absorbéiert ginn. Eemol dobannen, Zucker (zum Beispill, Glukos a Fruktose) ginn an Pyruvat ëmgewandelt während der Glycolyse, an eng gewësse Quantitéit ATP gëtt produzéiert. Pyruvinsäure (Pyruvat) ass e Mëttel an e puer metabolesche Weeër. Den Haaptwee vu Pyruvat Metabolismus ass d'Konversioun op Acetyl-CoA an dann an den Tricarboxylsäure Zyklus. Zur selwechter Zäit ass en Deel vun der Energie am Krebs Zyklus a Form vun ATP gelagert, an NADH a FAD Molekülle ginn och erëm restauréiert. Am Prozess vun der Glykolyse an dem Trikarboxylsäure Zyklus gëtt Kuelendioxid geformt, wat e Biprodukt vum Liewen ass. Ënner anaerobe Bedéngungen gëtt Laktat aus Pyruvat geformt mat der Participatioun vum Laktat-Dehydrogenase-Enzym, an NADH gëtt zu NAD + oxidéiert, wat an Glycolysereaktiounen nei benotzt gëtt. Et gëtt och en alternativen Wee fir de Stoffwiessel vu Monosacchariden - d'Pentosphosphatbunn, wärend d'Energie a Form vun reduzéierter Coenzym NADPH gelagert gëtt an Pentos geformt ginn, zum Beispill, Ribose, wat noutwendeg ass fir d'Synthese vun Nukleinsäuren.

Fetter an der éischter Etapp vum Katabolismus ginn hydrolyséiert a gratis Fettsäuren a Glycerin. Fettsäuren ginn ofgeschnidden wärend Betaoxidatioun fir Acetyl-CoA ze bilden, déi am Virfeld weider am Krebs Zyklus kataboliséiert gëtt oder op d'Synthese vun neie Fettsäuren geet. Fettsäuren entlaaschten méi Energie wéi Kuelenhydrater, well Fette speziell méi Waasserstoffatome an hirer Struktur enthalen.

Aminosaier ginn entweder benotzt fir Proteinen an aner Biomolekülle ze synthetiséieren, oder zu urea, Kuelendioxid oxidéiert an als Energiequell déngen. Den oxidativen Wee vun Aminosaier Katabolismus fänkt mat der Entfernung vun der Aminogrupp duerch Transaminase-Enzymen un. Aminogruppe ginn am urea-Zyklus genotzt, Aminosaieren, déi Aminogruppe feelen, gi Keto-Säure genannt. E puer Ketoensäuren sinn Intermédiairen am Krebs Zyklus. Zum Beispill produzéiert Deaminéierung vu Glutamat Alpha-Ketoglutarinsäure. Glykogene Aminosaieren kënnen och a Glukos an Reaktiounen ëmgewandelt ginn.

Oxidativ Phosphorylatioun Edit

Bei oxidativen Phosphorylatioun ginn Elektronen, déi aus Iessmoleküle an de metabolesche Weeër ewechgeholl ginn (zum Beispill am Krebs Zyklus), op Sauerstoff transferéiert, an déi fräigesat Energie gëtt benotzt fir ATP ze synthetiséieren. An Eukaryoten gëtt dëse Prozess mat der Participatioun vun enger Zuel vu Proteinen, déi an de Mitochondriale Membranen fixéiert sinn, genannt respiratoresch Kette vum Elektronentransfer. An de Prokaryoten sinn dës Proteine ​​präsent an der banneschten Membran vun der Zellmauer. Proteine ​​vun der Elektronentransferkette benotze d'Energie, déi kritt gëtt andeems Elektronë vu reduzéierte Molekülle (z. B. NADH) op Sauerstoff transferéiere fir Protonen duerch d'Membran ze pumpen.

Wann d'Protone gepompelt sinn, entsteet en Ënnerscheed an der Konzentratioun vu Waasserstoffione an en elektrochemesche Gradient entsteet. Dës Kraaft bréngt Protonen zréck an d'Mitochondrien duerch d'Basis vun der ATP Synthase. De Flow vu Protonen bewierkt de Ring vun c-Ënnerunien vum Enzym ze rotéieren, als Resultat vun deem den aktiven Zentrum vun der Synthase seng Form ännert a phosphorylatéiert Adenosindiphosphat, wiesselt se an ATP.

Anorganic Energy Edit

Hämolithotrophe ginn Prokaryote genannt, déi eng speziell Aart vu Metabolismus hunn, an deenen Energie als Resultat vun der Oxidatioun vun anorganesche Verbindunge geformt gëtt. Chemolithotrofe kënnen molekulär Waasserstoff, Schwefelverbindungen (z.B. Sulfiden, Waasserstoffsulfid an anorganesche Thiosulfaten) oxydéieren, Eisen (II) Oxid oder Ammoniak. An dësem Fall gëtt d'Energie aus der Oxidatioun vun dëse Verbindungen duerch Elektroneacceptoren generéiert, wéi Sauerstoff oder Nitriten. D'Prozesser fir Energie vun anorganeschen Substanzen ze kréien spillt eng wichteg Roll an esou biogeochemesche Zyklen wéi Acetogenese, Nitrifikatioun an Denitrifizéierung.

Sonneliicht Energy Edit

D'Energie vum Sonneliicht gëtt vu Planzen absorbéiert, Cyanobakterien, purpur Bakterien, gréng Schwefbakterien, an e puer Protozoen. Dëse Prozess gëtt dacks kombinéiert mat der Konversioun vu Kuelendioxid un organesch Verbindungen als Deel vum Fotosyntheseprozess (kuckt hei ënnendrënner). D'Systeme vun der Energiefangerung a Kuelestofffixéierung an e puer Prokaryote kënne separat funktionnéieren (zum Beispill a purpurrot a gréng Schwefbakterien).

A ville Organismen ass d'Absorptioun vun der Sonnenenergie am Prinzip ähnlech wéi d'oxidativ Phosphorylatioun, well an dësem Fall ass d'Energie a Form vun engem Proton Konzentratiounsgradient gelagert an d'Dreifkraaft vun de Protonen féiert zur Synthese vun ATP. D'Elektronen, déi fir dës Transfertkette gebraucht ginn, kommen aus liicht Ernteproteine ​​genannt Photosynthetesch Reaktiounszentren (zum Beispill Rhodopsins). Ofhängeg vun der Aart vu Photosynthetesche Pigmenter, ginn zwou Zorte vu Reaktiounszentren klasséiert, aktuell hunn déi meescht Fotosynthetesch Bakterien nëmmen eng Zort, während Planzen a Cyanobakterien zwee sinn.

Bei Planzen, Algen a Cyanobakterien benotzt de Fotosystem II d'Energie vum Liicht fir d'Elektron aus Waasser ze entfernen, mat molekulare Sauerstoff entgoe wéi en Nebenprodukt vun der Reaktioun. D'Elektronen trëtt dann an de b6f Zytochrom Komplex, deen Energie benotzt fir Protonen duerch d'Tylakoid Membran a Chloroplasten ze pumpen. Ënnert dem Afloss vum elektrochemesche Gradient, Protone réckelen zréck duerch d'Membran an ausléisen ATP Synthase. D'Elektron passéiere dann duerch Photosystem I a kënne benotzt ginn fir den NADP + Coenzym z'erhiewen, fir ze benotzen am Calvin Zyklus, oder fir d'Verwäertung fir zousätzlech ATP Molekülle ze bilden.

Anabolismus - eng Rei vu metabolesche Prozesser vun der Biosynthese vu komplexe Molekülle mat der Ausgab vun der Energie. Déi komplex Moleküle, déi d'zellulär Strukturen ausmachen, ginn sequenziell aus einfachere Virgänger synthetiséiert. Anabolismus enthält dräi Haaptstadien, déi jidderee vun engem spezialiséierten Enzym katalyséiert gëtt. An der éischter Etapp gi Virgängermoleküle synthetiséiert, zum Beispill Aminosaieren, Monosachariden, Terpenoiden an Nukleotiden. An der zweeter Stuf ginn Virgänger mat den Ausgaben vun der ATP Energie an aktivéiert Formen ëmgewandelt. An der drëtter Stuf sinn déi aktivéiert Monomeren a méi komplex Molekülle kombinéiert, zum Beispill, Proteinen, Polysacchariden, Lipiden an Nukleinsäuren.

Net all lieweg Organismen kënnen all biologesch aktive Molekülle synthetiséieren. Autotrofe (zum Beispill Planzen) kënnen komplex organesch Molekülle synthetiséieren aus einfachen anorganeschen nidderegen-molekulare Stoffer wéi Kuelendioxid a Waasser. Heterotrophs brauchen eng Quell vu méi komplexe Substanzen, wéi Monosachariden an Aminosaieren, fir méi komplex Molekülle ze kreéieren. Organismen ginn no hir Haaptquelle vun Energie klasséiert: Photoautotrophen an Fotoheterotrofe kréien Energie vu Sonneliicht, während Chemoautotrophen a Chemoheterotrofe Energie vun anorganeschen Oxidatiounsreaktiounen kréien.

Carbon Binding Edit

Fotosynthese ass de Prozess vun der Biosynthese vun Zucker aus Kuelendioxid, an deem déi néideg Energie aus dem Sonneliicht absorbéiert gëtt. A Planzen, Cyanobakterien an Algen, Photolyse vum Waasser geschitt während Sauerstoff Fotosynthese, während Sauerstoff als Biprodukt fräigelooss gëtt. CO ze konvertéieren₂ 3-Phosphoglycerat benotzt d'Energie vun ATP an NADP, déi a Fotosysteme gelagert ginn. D'Kuelestoffverbindungsreaktioun gëtt mat dem Enzym ribulose-Bisphosphat-Carboxylase duerchgefouert an ass en Deel vum Calvin Zyklus. Dräi Aarte vu Fotosynthese ginn a Planzen klasséiert - laanscht de Wee vun dräi-Kuelestoffmoleküle, laanscht de Wee vu véier-Kuelestoffmolekülen (C4), a CAM-Fotosynthese. Dräi Aarte vu Fotosynthese ënnerscheede sech am Wee vu Kuelendioxidbindung a senger Entrée an de Calvin Zyklus; a C3 Planzen, CO bindend₂ geschitt direkt am Calvin Zyklus, a bei C4 a CAM CO₂ virdrun an aner Verbindungen abegraff. Verschidde Forme vu Fotosynthese sinn Adaptatiounen zum intensiven Stroum vum Sonneliicht an dréchen Konditiounen.

An Fotosynthetesche Prokaryoten sinn d'Mechanismen vu Kuelebindung méi divers. Kuelendioxid kann am Calvin Zyklus, am ëmgedréinte Krebs Zyklus, oder an Acetyl-CoA Karboxyléierungsreaktiounen fixéiert ginn. Prokaryotes - Chemoautotrophen bindelen och CO₂ duerch de Calvin Zyklus, awer Energie aus anorganesche Verbindunge gëtt benotzt fir d'Reaktioun auszeféieren.

Kuelenhydrater a Glycans Edit

Am Prozess vum Zockeranabolismus kënnen einfach organesch Saieren op Monosacchariden ëmgewandelt ginn, zum Beispill, Glukos, an dann benotzt fir Polysacchariden ze synthetiséieren, souwéi Stärke. D'Bildung vu Glukos aus Verbindungen wéi Pyruvat, Laktat, Glycerin, 3-Phosphoglycerat an Aminosaieren nennt een Gluconeogenese. Am Prozess vun der Glukoneogenese gëtt Pyruvat ëmgewandelt a Glukos-6-Phosphat duerch eng Serie vu Zwëschenverbindungen, vill vun deenen och während der Glykolyse geformt ginn. Wéi och ëmmer, d'Glukoneogenese ass net nëmmen d'Glycolyse an déi entgéintgesate Richtung, well verschidde chemesch Reaktiounen katalyséiere Spezialenzyme, wat et méiglech mécht, onofhängeg d'Prozesser vun der Bildung an der Ënnerbriechung vun der Glukos ze regelen.

Vill Organismen späicheren Nährstoffer a Form vu Lipiden a Fetter, awer Wirbelen hunn keng Enzymen déi d'Konversioun vun Acetyl-CoA (e Produkt vum Fettsäure Metabolismus) zu Pyruvat (e Substrat vun der Gluconeogenese) katalyséieren. No längerer Hongerhung fänken Wirbelen unzefänken d'Setone Kierper aus Fettsaieren ze synthetiséieren, wat Glukos an Tissue wéi den Gehir ersetzen kann. A Planzen a Bakterien gëtt dëst metabolescht Probleem geléist andeems de Glyoxylat-Zyklus benotzt, deen d'Etapp vun der Dekarboxyléierung am Zitrounesauerzyklus ëmgeet an et erlaabt Iech Acetyl-CoA zu Oxaloacetat ëmzewandelen, a benotzt se dann fir Glukosesynthese.

Polysacchariden hunn strukturell a metabolesch Funktiounen, a kënnen och mat Lipiden (Glycolipiden) a Proteine ​​(Glykoproteine) kombinéiert ginn mat Hëllef vun Oligosaccharid Transferase-Enzymer.

Fettsäuren, Isoprenoiden, a Steroiden Edit

Fettsäuren ginn duerch Fettsäuresynthasen aus Acetyl-CoA geformt. De Kuelestoff Skelett vun de Fettsäuren gëtt am Zyklus vun de Reaktiounen verlängert, an där d'Acetylgrupp fir d'éischt kënnt, duerno ass de Carbonylgrupp an d'Hydroxylgrupp reduzéiert, da gëtt Dehydratioun an duerno duerno Erhuelung. Fettsäure Biosyntheszyme Enzymen ginn an zwou Gruppen klasséiert: bei Déieren a Pilze ginn all Fettsäuresynthesreaktiounen duerch een multifunktionnellt Typ I Protein duerchgefouert, a Planzplastiden an a Bakterien, all Typ gëtt duerch getrennten Typ II Enzyme katalyséiert.

Terpenes an Terpenoiden si Vertrieder vun der gréisster Klass vu Kräider natierleche Produkter. Vertrieder vun dëser Grupp vu Substanzen sinn Derivate vun Isopren a ginn aus aktivéierten Virgänger vun Isopentyl Pyrophosphat a Dimethylallyl Pyrophosphat geformt, déi a Schwong, a verschiddene metabolesche Reaktiounen geformt ginn. An Déieren an Archaea, gëtt Isopentyl Pyrophosphat an Dimethylallyl Pyrophosphat aus Acetyl-CoA am mevalonate Wee synthetiséiert, wärend a Planzen a Bakterien, Pyruvat a Glyceraldehyd-3-Phosphat Substrater vun der net-mevalonate Wee sinn. Bei steroiden Biosynthesereaktiounen verbannen d'Isoprenmoleküle a bilden Squalene, déi dann zyklesch Strukture mat der Bildung vu Lanosterol bilden. Lanosterol kann an aner Steroiden ëmgewandelt ginn, wéi Cholesterin an Ergosterol.

Kaweechelcher Edit

D'Organismen ënnerscheede sech an hirer Fäegkeet 20 gemeinsam Aminosaieren ze synthetiséieren. Déi meescht Bakterien a Planzen kënnen all 20 synthesiséieren, awer Mamendéieren kënne just 10 essentiell Aminosäuren synthetiséieren. Also, am Fall vun de Mamendéieren, 9 essentiell Aminosäuren mussen aus Iesse kréien. All Aminosäuren ginn aus Glycolyseprodukter synthetiséiert, e Zitrounesauerzyklus oder e Pentosmonophosphatwee. D'Transfert vun Aminogruppe vun Aminosaieren op Alpha-Keto Säure nennt sech Transaminatioun. Amino Grupp Donateure sinn Glutamat a Glutamin.

Aminosaier verbonne mat Peptidverbänn bilden Proteinen. All Protein huet eng eenzegaarteg Sequenz vun Aminosaierreschter (primär Proteinstruktur). Just wéi d'Bréiwer vum Alfabet mat der Bildung vu bal endlose Variatiounen vu Wierder kënne kombinéiert ginn, kënnen Aminosaieren an enger oder anerer Sequenz binden an eng Vielfalt vu Proteine ​​bilden. Den Aminoacyl-tRNA Synthetase-Enzym katalyséiert ATP-ofhängeg Zousatz vun Aminosaieren op tRNA mat Esterbindungen, an Aminoacyl-tRNAs gi geformt. Aminoacyl-tRNAs si Substrater fir Ribosomen, déi Aminosaieren a laang Polypeptid Ketten kombinéiere mat enger mRNA Matrix.