Catabolismul grăsimilor și proteinelor pentru energie
Înainte de a intra în ceva, ce înseamnă cuvântul catabolism? Când am analizat reacțiile catabolice și anabolice, am spus că reacțiile catabolice sunt cele care separă moleculele. Pentru a vă aminti ce înseamnă catabolism, gândiți-vă la o catastrofă în care lucrurile se destramă și se destramă. Ți-ai putea aminti și pisici care îți sfâșie mobilierul.
Pentru a produce ATP pentru energie, corpul descompune în principal carbohidrații, unele grăsimi și cantități foarte mici de proteine. Glucidele sunt alimentele preferate, celulele preferate pe care celulele le folosesc pentru a produce ATP, dar acum vom vedea cum celulele noastre folosesc grăsimile și proteinele pentru energie. Ceea ce vom găsi este că toate vor fi transformate în zaharuri (acetil), așa cum arată această imagine de mai jos.
Mai întâi să facem o analiză rapidă a lucrurilor pe care le știți deja, deoarece se presupune că ați învățat deja respirația celulară și cum sunt reglementate nivelurile de glucoză în sânge!
Glucoza poate fi stocată ca glicogen printr-un proces cunoscut sub numele de glicogeneza. Hormonul care promovează acest proces este insulina. Apoi, când glicogenul trebuie descompus, hormonul glucagon promovează glicogenoliza (Glicogen-o-liza) pentru a sparge glicogenul și a crește nivelul zahărului din sânge.
Glucoza se descompune pentru a forma fosfoglicerat (PGAL) și apoi acid piruvic. Cum numim acest proces de divizare a glucozei în două zaharuri piruvice? Asta este glicoliză (glicoza = glucoza, iar -liză este să se descompună). Când nu există suficient oxigen, acidul piruvic este transformat în acid lactic. Când oxigenul devine disponibil, acidul lactic este convertit înapoi în acid piruvic. Amintiți-vă că toate acestea apar în citoplasmă.
Piruvatele sunt apoi, aerobe, rupte în mitocondrii în Acetil-CoA. Zaharurile acetilice sunt introduse în ciclul acidului citric Krebs și sunt complet rupte în dioxid de carbon și o grămadă de hidrogeni sunt îndepărtați. Hidrogenii sunt preluați de FAD și NAD, care apoi îi duc printr-un rând de coenzime. Pe măsură ce acești hidrogeni sunt transferați, fosforilarea apare pentru a atașa un grup fosfat la ADP pentru a crea ATP. La sfârșit, când hidrogenii se atașează la oxigen, asta este fosforilarea oxidativă.
Acum să ne concentrăm pe metabolismul grăsimilor și proteinelor.
Catabolismul grăsimilor
Următoarele alimente preferate pentru a produce energie după zaharuri sunt grăsimile. Grăsimile sunt stocate în celulele noastre adipoase sub formă de trigliceride, la fel ca modul în care glucoza este stocată ca glicogen în ficat și mușchi. Trigliceridele sunt formate din trei acizi grași saturați. Amintiți-vă că un acid gras este doar un lanț lung de carboni cu hidrogen atașat. Acizii grași au întotdeauna un număr par de atomi de carbon. Pot fi 12, 14, 16, 18, 20, 24 carboni și așa mai departe. Nu veți găsi niciodată un FA care să fie un număr impar de carboni. Ceea ce se întâmplă este că acest acid gras este rupt de doi carboni la un moment dat, ceea ce îl transformă în zahăr acetilic cu doi carboni. Aceasta se numește a reacție de oxidare beta. Apoi sunt defalcate în ciclul krebs ca și cum ar fi zaharuri.
Știm că un acid gras nu este o moleculă mică, cum ar fi glucoza, care are 6 atomi de carbon. Seamănă mai mult cu, să zicem, 24 de carboni, astfel încât s-ar forma o cantitate de 12 zaharuri acetilice și, din moment ce a fost o trigliceridă pentru început, ar exista trei acizi grași. Imaginează-ți asta! Catabolismul unui triglicerid va crea 36 de zaharuri acetil deodată și va inunda sistemul și nu pot trece prin ciclul krebs suficient de repede, astfel încât unele dintre aceste zaharuri acetilice devin cetoacizi. Acestea tind să se formeze atunci când corpul descompune grăsimile mai repede decât în mod normal. Fiecare gram de grăsime oferă de două ori mai multă energie decât carbohidrații sau proteinele. Ori de câte ori există o rată crescută de descompunere a grăsimilor, există mai mulți cetoacizi (alias corpuri cetonice). Rețineți că, deoarece grăsimile sunt transformate în zaharuri acetilice care intră în ciclul krebs, asta înseamnă că TREBUIE să aibă oxigen. Zaharurile sunt singurele alimente care pot fi despărțite fără a fi nevoie de oxigen.
Catabolismul grăsimilor -> Formarea cetoacizilor („corpuri cetonice”)
Alergătorii de maraton spun că alergarea ultimelor 6 mile este mai grea decât primele 20. Expresia folosită în mod obișnuit se spune că lovește „peretele”. Se pare că nu te poți mișca. Există o serie de teorii, dar una dintre ele este că v-ați consumat toate zaharurile și acum ați trecut la grăsimi pentru că TREBUIE să folosiți oxigen pentru a genera ATP. Cel puțin înainte cu zaharuri măcar făceai ceva energie.
Catabolismul proteinelor
Proteinele sunt alimentele cel mai puțin preferate de utilizat ca energie, dar dacă organismul are nevoie, o va face. Proteinele sunt alcătuite din aminoacizi, astfel încât atunci când sunt digerate, rămânem cu sute sau mii de aminoacizi.
Imaginea din dreapta ta îți amintește cum arată un aminoacid. Începe cu un atom de carbon, atașat pe o parte este o grupare amino, pe cealaltă parte este o grupare acidă (COOH), în al treilea rând un hidrogen. Unde diferă este ceea ce este atașat în locul „R.”
Pentru a utiliza aminoacizii ca energie, trebuie să îi convertiți în zaharuri. Zaharurile sunt fabricate din carbon, hidrogen și oxigen. Grăsimile sunt în mare parte carbon și hidrogen. Aminoacizii au atomi de carbon, hidrogen, oxigen și atomi de NITROGEN.
Dacă vom transforma aminoacizii în zaharuri, trebuie să îndepărtăm acest azot pentru a-l transforma în zahăr. Se numește procesul de eliminare a acelei grupe amino dezaminare (eliminând grupa amino, NH2). Când eliminați acel NH2, formați de fapt NH3 (amoniac). Apoi, în ficat, acest amoniac este transformat în Uree care este practic un carbon și oxigen cu două grupe amino. Ficatul dvs. eliberează această uree în fluxul sanguin și este deșeurile organice majore transportate în fluxul nostru sanguin. Când măsoară clinic cantitatea de uree din sânge, aceasta este cunoscută sub numele de Nivel BUN. BUN înseamnă azot din uree din sânge (ureea conține azot). Acest sânge este apoi filtrat de rinichi și apare în urină ca deșeurile organice majore ale urinei noastre.