Beth yw metaboledd?

Metabolaeth neu cyfnewid sylweddau - Set o adweithiau cemegol sy'n digwydd mewn organeb fyw i gynnal bywyd. Mae'r prosesau hyn yn caniatáu i organebau dyfu a lluosi, cynnal eu strwythurau ac ymateb i ddylanwadau amgylcheddol.

Fel rheol, rhennir metaboledd yn 2 gam: cataboliaeth ac anabolism. Yn ystod cataboliaeth, mae sylweddau organig cymhleth yn dirywio i rai symlach, gan ryddhau egni fel rheol. Ac ym mhrosesau anabolism - o rai mwy syml mae sylweddau mwy cymhleth yn cael eu syntheseiddio ac mae costau ynni yn cyd-fynd â hyn.

Gelwir cyfres o adweithiau metabolaidd cemegol yn llwybrau metabolaidd. Ynddyn nhw, gyda chyfranogiad ensymau, mae rhai moleciwlau biolegol arwyddocaol yn cael eu trosi'n ddilyniannol i eraill.

Mae ensymau yn chwarae rhan bwysig mewn prosesau metabolaidd oherwydd:

• gweithredu fel catalyddion biolegol a lleihau egni actifadu adwaith cemegol,
• caniatáu ichi reoleiddio llwybrau metabolaidd mewn ymateb i newidiadau yn amgylchedd y gell neu signalau o gelloedd eraill.

Mae nodweddion metabolaidd yn effeithio ar p'un a yw moleciwl penodol yn addas i'w ddefnyddio gan y corff fel ffynhonnell egni. Er enghraifft, mae rhai procaryotau yn defnyddio hydrogen sulfide fel ffynhonnell ynni, ond mae'r nwy hwn yn wenwynig i anifeiliaid. Mae'r gyfradd metabolig hefyd yn effeithio ar faint o fwyd sydd ei angen ar gyfer y corff.

Moleciwlau biolegol

Mae'r prif lwybrau metabolaidd a'u cydrannau yr un peth ar gyfer llawer o rywogaethau, sy'n dynodi undod tarddiad popeth byw. Er enghraifft, mae rhai asidau carbocsilig, sy'n gyfryngol yn y cylch asid tricarboxylig, yn bresennol ym mhob organeb, o facteria i organebau amlgellog ewcaryotig. Mae'n debyg bod y tebygrwydd mewn metaboledd yn gysylltiedig ag effeithlonrwydd uchel y llwybrau metabolaidd, yn ogystal â'u hymddangosiad cynnar yn hanes esblygiad.

Moleciwlau biolegol

Mae sylweddau organig sy'n ffurfio'r holl bethau byw (anifeiliaid, planhigion, ffyngau a micro-organebau) yn cael eu cynrychioli'n bennaf gan asidau amino, carbohydradau, lipidau (a elwir yn frasterau yn aml) ac asidau niwcleig. Gan fod y moleciwlau hyn yn hanfodol ar gyfer bywyd, mae adweithiau metabolaidd yn canolbwyntio ar greu'r moleciwlau hyn wrth adeiladu celloedd a meinweoedd neu eu dinistrio i'w defnyddio fel ffynhonnell egni. Mae llawer o adweithiau biocemegol pwysig yn cyfuno i syntheseiddio DNA a phroteinau.

Rôl metabolaidd

Mae metaboledd yn haeddu cael sylw manwl. Wedi'r cyfan, mae cyflenwad ein celloedd â sylweddau defnyddiol yn dibynnu ar ei waith sefydledig. Sail metaboledd yw adweithiau cemegol sy'n digwydd yn y corff dynol. Y sylweddau sy'n angenrheidiol ar gyfer bywyd y corff rydyn ni'n ei dderbyn gyda bwyd.

Yn ogystal, mae angen mwy o ocsigen arnom, yr ydym yn ei anadlu ynghyd ag aer. Yn ddelfrydol, dylid gweld cydbwysedd rhwng y prosesau adeiladu a dadfeilio. Fodd bynnag, yn aml gellir tarfu ar y cydbwysedd hwn ac mae yna lawer o resymau am hyn.

Achosion anhwylderau metabolaidd

Ymhlith achosion cyntaf anhwylderau metabolaidd gellir nodi ffactor etifeddol. Er ei fod yn anhygoel, mae'n bosibl ac yn angenrheidiol ei ymladd! Hefyd, gall afiechydon organig achosi anhwylderau metabolaidd. Fodd bynnag, yn aml mae'r anhwylderau hyn yn ganlyniad i'n diffyg maeth.

Fel gor-ariannu maetholion, ac mae eu diffyg yn niweidiol iawn i'n corff. A gall y canlyniadau fod yn anghildroadwy. Mae gormodedd o faetholion penodol yn codi o ganlyniad i or-fwyta bwydydd brasterog, ac mae diffyg yn deillio o gadw'n gaeth at ddeietau amrywiol ar gyfer colli pwysau. Y prif ddeiet yn amlaf yw diet undonog, sy'n arwain at ddiffyg maetholion hanfodol, yn ei dro, bydd hyn yn anochel yn arwain at ddatblygiad afiechydon amrywiol. Mae alergedd i'r mwyafrif o fwydydd yn bosibl.

Clefydau metabolaidd

Hyd yn oed ar ôl cydbwyso'r holl brosesau metabolaidd, gan gyflenwi'r fitaminau coll i'r corff, rydym mewn perygl o gael nifer o afiechydon difrifol a achosir gan gynhyrchion pydredd ein celloedd. Mae gan gynhyrchion pydredd bopeth yn fyw ac yn tyfu, ac efallai mai hwn yw'r gelyn mwyaf peryglus i'n hiechyd. Hynny yw, rhaid clirio'r corff o docsinau mewn pryd, neu byddant yn dechrau ei wenwyno. Yn weddill, mae cynhyrchion pydredd yn achosi afiechydon cronig ac yn arafu gwaith yr organeb gyfan.

Gydag anhwylderau metaboledd carbohydrad, mae salwch difrifol yn digwydd - diabetes mellitus, gyda metaboledd braster amhriodol, mae colesterol yn cronni (Sut i ostwng colesterol gartref heb feddyginiaeth?), Sy'n achosi afiechydon y galon a fasgwlaidd. Mae radicalau rhydd, sy'n dod yn doreithiog, yn cyfrannu at achosion o diwmorau malaen.

Mae gordewdra hefyd yn ganlyniad cyffredin i broblemau metabolaidd. Mae'r grŵp hwn hefyd yn cynnwys gowt, anhwylderau treulio, rhai mathau o ddiabetes, ac ati. Mae anghydbwysedd mwynau a fitaminau yn arwain at niwed i gyhyrau, esgyrn, anhwylderau difrifol y system gardiofasgwlaidd. Mewn plant, gall hyn arwain at ganlyniadau difrifol iawn ar ffurf twf a datblygiad crebachlyd. Mae'n werth nodi nad yw defnydd ychwanegol o fitaminau bob amser yn cael ei argymell, oherwydd gall eu gor-ariannu arwain at ganlyniadau negyddol hefyd.

Atal

Er mwyn rheoleiddio prosesau metabolaidd yn ein corff, rhaid inni wybod bod rhai sylweddau sy'n atal ffurfio tocsinau ac yn gwella ansawdd metaboledd.

Y cyntaf yw ocsigen. Mae'r swm gorau posibl o ocsigen yn y meinweoedd yn actifadu prosesau metabolaidd yn sylweddol.

Yn ail, fitaminau a mwynau. Gydag oedran, mae pob proses yn arafu, mae yna rwystr rhannol o bibellau gwaed, felly mae'n bwysig rheoli derbyn digon o fwynau, carbohydradau ac ocsigen. Bydd hyn yn sicrhau gwaith da metaboledd halen-ddŵr y gell, oherwydd ar ôl treigl amser mae'r gell yn sychu ac nid yw bellach yn derbyn yr holl elfennau angenrheidiol ar gyfer ei bywyd. O wybod hyn, mae'n bwysig inni faethu celloedd sy'n heneiddio yn artiffisial.

Mae yna lawer o argymhellion a chyffuriau sy'n rheoleiddio metaboledd. Mewn meddygaeth werin, enillodd algâu y Môr Gwyn - fucus, boblogrwydd eang, mae'n cynnwys set werthfawr o fwynau a fitaminau defnyddiol sy'n angenrheidiol i wella metaboledd. Maethiad cywir, mae gwahardd bwydydd sy'n cynnwys colesterol a sylweddau niweidiol eraill o'r diet yn ffordd arall i'r corff weithio'n ddi-ffael.

Addysg: Sefydliad Meddygol Moscow I. Sechenov, arbenigedd - "Busnes meddygol" ym 1991, ym 1993 "Clefydau galwedigaethol", ym 1996 "Therapi".

Cynwysyddion bwyd plastig: ffeithiau a chwedlau!

Asidau amino a phroteinau Golygu

Mae proteinau yn biopolymerau ac yn cynnwys gweddillion asid amino ynghyd â bondiau peptid. Mae rhai proteinau yn ensymau ac yn cataleiddio adweithiau cemegol. Mae proteinau eraill yn cyflawni swyddogaeth strwythurol neu fecanyddol (er enghraifft, yn ffurfio cytoskeleton). Mae proteinau hefyd yn chwarae rhan bwysig mewn signalau celloedd, ymatebion imiwnedd, agregu celloedd, cludiant gweithredol ar draws pilenni, a rheoleiddio beiciau celloedd.

Beth yw metaboledd?

Mae metaboledd (neu metaboledd) yn gyfuniad o'r prosesau o drosi calorïau bwyd yn egni am oes organeb. Mae metaboledd yn dechrau gyda threuliad a gweithgaredd corfforol, ac yn gorffen gydag anadlu'r unigolyn yn ystod cwsg, pan fydd y corff yn cyflenwi ocsigen i amrywiol organau heb i'r ymennydd gymryd rhan ac yn gwbl annibynnol.

Mae cysylltiad agos rhwng y cysyniad o metaboledd â chyfrifo'r cymeriant calorïau dyddiol, sef man cychwyn unrhyw ddeiet ar gyfer colli pwysau neu ennill cyhyrau. Yn seiliedig ar oedran, rhyw a pharamedrau corfforol, pennir lefel metaboledd sylfaenol - hynny yw, nifer y calorïau sydd eu hangen i gwmpasu gofynion ynni dyddiol y corff. Yn y dyfodol, mae'r dangosydd hwn yn cael ei luosi â dangosydd o weithgaredd ddynol.

Credir yn aml fod cyflymu'r metaboledd yn dda ar gyfer colli pwysau, gan ei fod yn achosi i'r corff losgi mwy o galorïau. Mewn gwirionedd, mae metaboledd colli pwysau pobl fel arfer yn arafu, gan mai dim ond trwy gynyddu'r cymeriant calorïau a chynyddu lefel y gweithgaredd corfforol y gellir cyflawni cyflymiad metaboledd - hynny yw, yn ystod hyfforddiant cryfder ar gyfer twf cyhyrau.

Golygu lipidau

Mae lipidau yn rhan o bilenni biolegol, er enghraifft, pilenni plasma, yn gydrannau o coenzymes a ffynonellau ynni. Mae lipidau yn foleciwlau biolegol hydroffobig neu amffiffilig sy'n hydawdd mewn toddyddion organig fel bensen neu glorofform. Mae brasterau yn grŵp mawr o gyfansoddion sy'n cynnwys asidau brasterog a glyserin. Gelwir y moleciwl alcohol trihydric glyserol, sy'n ffurfio tri bond ester cymhleth gyda thri moleciwl asid brasterog, yn driglyserid. Ynghyd â gweddillion asid brasterog, gall lipidau cymhleth gynnwys, er enghraifft, sphingosine (sphingolipids), grwpiau ffosffad hydroffilig (mewn ffosffolipidau). Mae steroidau, fel colesterol, yn ddosbarth mawr arall o lipidau.

Golygu Carbohydradau

Gall siwgrau fodoli ar ffurf gylchol neu linellol ar ffurf aldehydau neu cetonau, mae ganddyn nhw sawl grŵp hydrocsyl. Carbohydradau yw'r moleciwlau biolegol mwyaf cyffredin. Mae carbohydradau'n cyflawni'r swyddogaethau canlynol: storio a chludo ynni (startsh, glycogen), strwythurol (seliwlos planhigion, chitin mewn madarch ac anifeiliaid). Y monomerau siwgr mwyaf cyffredin yw hecsos - glwcos, ffrwctos a galactos. Mae monosacaridau yn rhan o polysacaridau llinellol neu ganghennog mwy cymhleth.

Sut i gyflymu'r metaboledd?

Nid yw dylanwad maeth ar gyflymiad metaboledd mor eglur ag y mae'n ymddangos ar yr olwg gyntaf. Er gwaethaf y ffaith bod yna lawer o gynhyrchion sy'n gwaethygu metaboledd - o'r rhai sy'n arwain at fagu pwysau mewn siwgr a charbohydradau cyflym eraill, i fargarîn gyda'i draws-frasterau - dim ond ychydig iawn o gynhyrchion sy'n gallu cyflymu metaboledd mewn gwirionedd.

Gan y gall cylch metabolaidd y corff bara sawl diwrnod (er enghraifft, gyda gwrthodiad llwyr o garbohydradau, bydd y corff yn newid i'r diet cetogenig am 2-3 diwrnod yn unig), ni ellir cyflymu metaboledd trwy fwyta un cynnyrch neu yfed smwddi llysiau i golli pwysau. Ymhlith pethau eraill, mae cyflymiad metaboledd fel arfer yn gysylltiedig â mwy o archwaeth - nad yw bob amser yn ddefnyddiol wrth ddilyn diet ar gyfer colli pwysau.

Prosesau metabolaidd colli pwysau

Tybiwch fod rhywun dros bwysau wedi penderfynu colli pwysau, cymryd rhan weithredol mewn ymarferion corfforol a dechrau diet â llai o galorïau. Darllenodd hefyd, er mwyn cyflymu'r metaboledd, mae angen i chi yfed mwy o ddŵr a bwyta pîn-afal, sy'n llawn bromelain ensym "dinistrio braster". Fodd bynnag, nid cyflymiad o'r metaboledd o gwbl fydd y canlyniad terfynol, ond ei arafiad sydyn.

Mae'r rheswm yn syml - bydd y corff yn dechrau anfon signalau bod lefel y gweithgaredd corfforol wedi cynyddu'n ddramatig, a bod cymeriant egni o fwyd wedi gostwng yn sydyn. A pho fwyaf gweithredol y mae person yn cymryd rhan mewn ymarferion a'r diet mwy caeth y mae'n arsylwi, y cryfaf y bydd y corff yn meddwl bod “amseroedd gwael” wedi dod ac mae'n bryd arafu'r metaboledd i arbed cronfeydd braster - a mwy, bydd lefelau cortisol a leptin yn cynyddu.

Sut i gyflymu'r metaboledd?

Er mwyn colli pwysau, nid oes angen i chi geisio “gwasgaru” y metaboledd a chyflymu'r metaboledd gymaint â phosibl - yn gyntaf oll, mae angen i chi fod yn fwy gofalus ynghylch pa gynhyrchion y mae'r corff yn derbyn calorïau bob dydd ohonynt. Yn y rhan fwyaf o achosion, bydd normaleiddio'r diet a rheolaeth ar y mynegai glycemig o garbohydradau a ddefnyddir yn arwain yn gyflym at normaleiddio prosesau metabolaidd.

Yn aml, mae pobl sy'n ceisio colli pwysau yn goramcangyfrif costau ynni hyfforddiant corfforol, gan danamcangyfrif cynnwys calorïau'r bwyd maen nhw'n ei fwyta yn sylweddol. Er enghraifft, mae'r siwgr sydd mewn un can o cola yn ddigon ar gyfer rhediad 30-40 munud - hynny yw, mae'n llawer haws rhoi'r gorau i gola na gwacáu'ch hun gydag ymarferion blinedig, gan geisio llosgi'r calorïau hyn.

Golygu Niwcleotidau

Mae moleciwlau DNA polymerig a RNA yn gadwyni hir, didranc o niwcleotidau. Mae asidau niwclëig yn cyflawni'r swyddogaeth o storio a gweithredu gwybodaeth enetig a wneir yn ystod y prosesau dyblygu, trawsgrifio, cyfieithu, a biosynthesis protein. Mae gwybodaeth sydd wedi'i hamgodio mewn asidau niwcleig yn cael ei hamddiffyn rhag newidiadau gan systemau gwneud iawn ac yn cael ei lluosi â dyblygu DNA.

Mae gan rai firysau genom sy'n cynnwys RNA. Er enghraifft, mae'r firws diffyg imiwnedd dynol yn defnyddio trawsgrifio cefn i greu templed DNA o'i genom sy'n cynnwys RNA ei hun. Mae gan rai moleciwlau RNA briodweddau catalytig (ribozymes) ac maent yn rhan o spliceosomau a ribosomau.

Mae niwcleosidau yn gynhyrchion sy'n ychwanegu seiliau nitrogen at siwgr asennau. Enghreifftiau o seiliau nitrogenaidd yw cyfansoddion heterocyclaidd sy'n cynnwys nitrogen - deilliadau purinau a phyrimidinau. Mae rhai niwcleotidau hefyd yn gweithredu fel coenzymes mewn adweithiau trosglwyddo grŵp swyddogaethol.

Golygu Coenzymes

Mae metaboledd yn cynnwys ystod eang o adweithiau cemegol, y mae'r rhan fwyaf ohonynt yn gysylltiedig â sawl prif fath o adweithiau trosglwyddo grŵp swyddogaethol. Defnyddir coenzymes i drosglwyddo grwpiau swyddogaethol rhwng ensymau sy'n cataleiddio adweithiau cemegol. Mae pob dosbarth o adweithiau cemegol trosglwyddo grwpiau swyddogaethol yn cael eu cataleiddio gan ensymau unigol a'u cofactorau.

Adenosine triphosphate (ATP) yw un o'r coenzymes canolog, ffynhonnell gyffredinol o ynni celloedd. Defnyddir y niwcleotid hwn i drosglwyddo egni cemegol sy'n cael ei storio mewn bondiau macroergig rhwng adweithiau cemegol amrywiol. Mewn celloedd, mae ychydig bach o ATP, sy'n cael ei adfywio'n gyson o ADP ac AMP. Mae'r corff dynol yn bwyta màs ATP y dydd sy'n hafal i fàs ei gorff ei hun. Mae ATP yn gweithredu fel cyswllt rhwng cataboliaeth ac anabolism: gydag adweithiau catabolaidd, mae ATP yn cael ei ffurfio, gydag adweithiau anabolig, mae egni'n cael ei ddefnyddio. Mae ATP hefyd yn gweithredu fel rhoddwr y grŵp ffosffad mewn adweithiau ffosfforyleiddiad.

Mae fitaminau yn sylweddau organig pwysau moleciwlaidd isel sy'n angenrheidiol mewn symiau bach, ac, er enghraifft, mewn bodau dynol, nid yw'r mwyafrif o fitaminau yn cael eu syntheseiddio, ond fe'u ceir gyda bwyd neu trwy'r microflora gastroberfeddol. Yn y corff dynol, mae'r rhan fwyaf o fitaminau yn cofactorau ensymau. Mae'r rhan fwyaf o fitaminau yn caffael gweithgaredd biolegol wedi'i newid, er enghraifft, mae'r holl fitaminau sy'n hydoddi mewn dŵr mewn celloedd yn ffosfforyleiddiedig neu'n cael eu cyfuno â niwcleotidau. Mae nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) yn ddeilliad o fitamin B.₃ (niacin), ac mae'n coenzyme pwysig - derbynnydd hydrogen. Mae cannoedd o wahanol ensymau dehydrogenase yn cymryd electronau o foleciwlau'r swbstradau ac yn eu trosglwyddo i'r moleciwlau NAD +, gan ei leihau i NADH. Mae ffurf ocsidiedig coenzyme yn swbstrad ar gyfer gostyngiadau amrywiol yn y gell. Mae NAD yn y gell yn bodoli mewn dwy ffurf gysylltiedig o NADH a NADPH. Mae NAD + / NADH yn bwysicach ar gyfer adweithiau catabolaidd, a defnyddir NADP + / NADPH yn amlach mewn adweithiau anabolig.

Golygu Sylweddau Anorganig a Chofyddion

Mae elfennau anorganig yn chwarae rhan hanfodol mewn metaboledd. Mae tua 99% o fàs mamal yn cynnwys carbon, nitrogen, calsiwm, sodiwm, magnesiwm, clorin, potasiwm, hydrogen, ffosfforws, ocsigen a sylffwr. Mae cyfansoddion organig arwyddocaol yn fiolegol (proteinau, brasterau, carbohydradau ac asidau niwcleig) yn cynnwys llawer iawn o garbon, hydrogen, ocsigen, nitrogen a ffosfforws.

Mae llawer o gyfansoddion anorganig yn electrolytau ïonig. Yr ïonau pwysicaf i'r corff yw sodiwm, potasiwm, calsiwm, magnesiwm, cloridau, ffosffadau a bicarbonadau. Mae cydbwysedd yr ïonau hyn y tu mewn i'r gell ac yn y cyfrwng allgellog yn pennu'r pwysau osmotig a'r pH. Mae crynodiadau ïon hefyd yn chwarae rhan bwysig yng ngweithrediad celloedd nerf a chyhyrau. Mae'r potensial gweithredu mewn meinweoedd ecsgliwsif yn deillio o gyfnewid ïonau rhwng yr hylif allgellog a'r cytoplasm. Mae electrolytau yn mynd i mewn ac allan o'r gell trwy sianeli ïon yn y bilen plasma. Er enghraifft, yn ystod crebachu cyhyrau, mae calsiwm, sodiwm, ac ïonau potasiwm yn symud yn y bilen plasma, cytoplasm, a thiwbiau T.

Mae metelau trosglwyddo yn y corff yn elfennau hybrin, sinc a haearn yw'r rhai mwyaf cyffredin. Defnyddir y metelau hyn gan broteinau penodol (er enghraifft, ensymau fel cofactorau) ac maent yn bwysig ar gyfer rheoleiddio gweithgaredd ensymau a phroteinau cludo. Mae cofactorau ensymau fel arfer wedi'u rhwymo'n gryf i brotein penodol, fodd bynnag, gellir eu haddasu yn ystod catalysis, ac ar ôl catalysis maent bob amser yn dychwelyd i'w cyflwr gwreiddiol (ni chânt eu bwyta). Mae metelau olrhain yn cael eu hamsugno gan y corff gan ddefnyddio proteinau cludo arbennig ac nid ydynt i'w cael yn y corff mewn cyflwr rhydd, gan eu bod yn gysylltiedig â phroteinau cludwr penodol (er enghraifft, ferritin neu metallothioneins).

Gellir rhannu'r holl organebau byw yn wyth prif grŵp, yn dibynnu ar ba un sy'n cael ei ddefnyddio: ffynhonnell ynni, ffynhonnell garbon, a rhoddwr electronau (swbstrad ocsideiddiol).

1. Fel ffynhonnell egni, gall organebau byw ddefnyddio: egni golau (llun) neu egni bondiau cemegol (chemo) Yn ogystal, i ddisgrifio organebau parasitig gan ddefnyddio adnoddau ynni'r gell letyol, y term paratroph.
2. Fel rhoddwr electronau (asiant lleihau), gall organebau byw ddefnyddio: sylweddau anorganig (cast) neu ddeunydd organig (organ).
3. Fel ffynhonnell garbon, mae organebau byw yn defnyddio: carbon deuocsid (awto) neu ddeunydd organig (hetero-) Weithiau termau awto a heterotroff a ddefnyddir mewn perthynas ag elfennau eraill sy'n rhan o foleciwlau biolegol ar ffurf is (e.e. nitrogen, sylffwr). Yn yr achos hwn, mae organebau “nitrogen-awtotroffig” yn rhywogaethau sy'n defnyddio cyfansoddion anorganig ocsidiedig fel ffynhonnell nitrogen (er enghraifft, planhigion, sy'n gallu lleihau nitradau). Ac mae “nitrogen heterotroffig” yn organebau sy'n methu â lleihau ffurfiau ocsidiedig o nitrogen a defnyddio cyfansoddion organig fel ei ffynhonnell (er enghraifft, anifeiliaid y mae asidau amino yn ffynhonnell nitrogen ar eu cyfer).

Mae enw'r math o metaboledd yn cael ei ffurfio trwy ychwanegu'r gwreiddiau cyfatebol ac ychwanegu ar ddiwedd y gwreiddyn -troph-. Mae'r tabl yn dangos y mathau posibl o metaboledd gydag enghreifftiau:

• Mae rhai awduron yn defnyddio -hydro pan fydd dŵr yn gweithredu fel rhoddwr electronau.

Datblygwyd y dosbarthiad gan grŵp o awduron (A. Lvov, C. van Nil, F. J. Ryan, E. Tatem) a'i gymeradwyo yn yr 11eg symposiwm yn labordy Cold Spring Harbour ac fe'i defnyddiwyd yn wreiddiol i ddisgrifio'r mathau o faeth o ficro-organebau. Fodd bynnag, fe'i defnyddir ar hyn o bryd i ddisgrifio metaboledd organebau eraill.

Mae'n amlwg o'r tabl bod galluoedd metabolaidd procaryotau yn llawer mwy amrywiol o gymharu ag ewcaryotau, sy'n cael eu nodweddu gan y mathau metaboledd ffotolithoautotroffig a chemoorganoheterotroffig.

Dylid nodi y gall rhai mathau o ficro-organebau, yn dibynnu ar amodau amgylcheddol (goleuo, argaeledd sylweddau organig, ac ati) a chyflwr ffisiolegol, gyflawni metaboledd o wahanol fathau. Disgrifir y cyfuniad hwn o sawl math o metaboledd fel mixotrophy.

Wrth gymhwyso'r dosbarthiad hwn i organebau amlgellog, mae'n bwysig deall y gall fod celloedd sy'n wahanol yn y math o metaboledd o fewn un organeb. Felly nodweddir celloedd yr awyr, organau ffotosynthetig planhigion amlgellog gan y math ffotolithoautotroffig o metaboledd, tra bod celloedd yr organau tanddaearol yn cael eu disgrifio fel chemoorganoterotroffig. Fel yn achos micro-organebau, pan fydd yr amodau amgylcheddol, cam datblygu, a chyflwr ffisiolegol yn newid, gall y math o metaboledd celloedd organeb amlgellog newid. Er enghraifft, yn y tywyllwch ac yng nghyfnod egino hadau, mae celloedd planhigion uwch yn metaboli math chemo-organo-heterotroffig.

Gelwir metaboledd yn brosesau metabolaidd lle mae moleciwlau organig cymharol fawr o siwgrau, brasterau, asidau amino yn dadelfennu. Yn ystod cataboliaeth, mae moleciwlau organig symlach yn cael eu ffurfio sy'n angenrheidiol ar gyfer adweithiau anabolism (biosynthesis). Yn aml, yn ystod adweithiau cataboliaeth mae'r corff yn symud egni, gan drosi egni bondiau cemegol moleciwlau organig a geir wrth dreulio bwyd, i ffurfiau hygyrch: ar ffurf ATP, coenzymes llai, a photensial electrocemegol traws-bilen. Nid yw'r term cataboliaeth yn gyfystyr â "metaboledd ynni": mewn llawer o organebau (er enghraifft, ffototroffau), nid yw prif brosesau storio ynni yn uniongyrchol gysylltiedig â dadansoddiad moleciwlau organig. Gellir seilio dosbarthiad organebau yn ôl math o metaboledd ar ffynhonnell yr egni, fel yr adlewyrchir yn yr adran flaenorol. Mae cemotroffau yn defnyddio egni bondiau cemegol, ac mae ffototroffau yn defnyddio egni golau haul. Fodd bynnag, mae'r holl wahanol fathau hyn o metaboledd yn dibynnu ar adweithiau rhydocs sy'n gysylltiedig â throsglwyddo electronau o roddwyr llai o foleciwlau, megis moleciwlau organig, dŵr, amonia, hydrogen sylffid, i foleciwlau derbyn fel ocsigen, nitradau neu sylffad. Mewn anifeiliaid, mae'r adweithiau hyn yn cynnwys chwalu moleciwlau organig cymhleth yn rhai symlach, fel carbon deuocsid a dŵr. Mewn organebau ffotosynthetig - planhigion a cyanobacteria - nid yw adweithiau trosglwyddo electronau yn rhyddhau egni, ond fe'u defnyddir fel ffordd o storio egni sy'n cael ei amsugno o olau'r haul.

Gellir rhannu cataboliaeth mewn anifeiliaid yn dri phrif gam. Yn gyntaf, mae moleciwlau organig mawr fel proteinau, polysacaridau a lipidau yn torri i lawr i gydrannau llai y tu allan i'r celloedd. Ymhellach, mae'r moleciwlau bach hyn yn mynd i mewn i'r celloedd ac yn troi'n foleciwlau llai fyth, er enghraifft, asetyl-CoA. Yn ei dro, mae'r grŵp asetyl o coenzyme A yn ocsideiddio i ddŵr a charbon deuocsid yng nghylch Krebs a'r gadwyn anadlol, gan ryddhau egni sy'n cael ei storio ar ffurf ATP.

Golygu Treuliad

Rhaid rhannu macromoleciwlau fel startsh, seliwlos neu broteinau i unedau llai cyn y gall celloedd eu defnyddio. Mae sawl dosbarth o ensymau yn ymwneud â diraddio: proteasau, sy'n dadelfennu proteinau i beptidau ac asidau amino, glycosidasau, sy'n dadelfennu polysacaridau i oligo- a monosacaridau.

Mae micro-organebau yn secretu ensymau hydrolytig i'r gofod o'u cwmpas, sy'n wahanol i anifeiliaid sy'n secretu ensymau o'r fath yn unig o gelloedd chwarren arbenigol. Yna mae asidau amino a monosacaridau, sy'n deillio o weithgaredd ensymau allgellog, yn mynd i mewn i'r celloedd gan ddefnyddio cludiant gweithredol.

Cael Ynni Golygu

Yn ystod cataboliaeth carbohydrad, mae siwgrau cymhleth yn torri i lawr i monosacaridau, sy'n cael eu hamsugno gan gelloedd. Unwaith y byddant y tu mewn, mae siwgrau (er enghraifft, glwcos a ffrwctos) yn cael eu trosi'n pyruvate yn ystod glycolysis, a chynhyrchir rhywfaint o ATP. Mae asid pyruvic (pyruvate) yn ganolradd mewn sawl llwybr metabolaidd. Prif lwybr metaboledd pyruvate yw trosi i asetyl-CoA ac yna i'r cylch asid tricarboxylig. Ar yr un pryd, mae rhan o'r egni'n cael ei storio yng nghylch Krebs ar ffurf ATP, ac mae moleciwlau NADH a FAD hefyd yn cael eu hadfer. Yn y broses o glycolysis a'r cylch asid tricarboxylig, mae carbon deuocsid yn cael ei ffurfio, sy'n sgil-gynnyrch bywyd. O dan amodau anaerobig, o ganlyniad i glycolysis o pyruvate gyda chyfranogiad yr ensym lactad dehydrogenase, mae lactad yn cael ei ffurfio, ac mae NADH yn cael ei ocsidio i NAD +, sy'n cael ei ailddefnyddio mewn adweithiau glycolysis. Mae yna hefyd lwybr amgen ar gyfer metaboledd monosacaridau - y llwybr ffosffad pentose, lle mae'r egni'n cael ei storio ar ffurf NADPH coenzyme gostyngedig a ffurfir pentoses, er enghraifft, ribose, sy'n angenrheidiol ar gyfer synthesis asidau niwcleig.

Mae brasterau yng ngham cyntaf cataboliaeth yn cael eu hydroli i asidau brasterog am ddim a glyserin. Mae asidau brasterog yn cael eu torri i lawr yn ystod ocsidiad beta i ffurfio asetyl-CoA, sydd yn ei dro yn cael ei gataboli ymhellach yng nghylch Krebs, neu'n mynd i synthesis asidau brasterog newydd. Mae asidau brasterog yn rhyddhau mwy o egni na charbohydradau, gan fod brasterau yn cynnwys mwy o atomau hydrogen yn eu strwythur.

Defnyddir asidau amino naill ai i syntheseiddio proteinau a biomoleciwlau eraill, neu maent yn cael eu ocsidio i wrea, carbon deuocsid ac yn ffynhonnell egni. Mae llwybr ocsideiddiol cataboliaeth asid amino yn dechrau gyda chael gwared ar y grŵp amino gan ensymau transaminase. Defnyddir grwpiau amino yn y cylch wrea, gelwir asidau amino sydd â grwpiau amino yn asidau ceto. Mae rhai asidau ceto yn gyfryngol yng nghylch Krebs. Er enghraifft, mae archwilio glwtamad yn cynhyrchu asid alffa-ketoglutarig. Gellir trosi asidau amino glycogenig hefyd yn glwcos mewn adweithiau gluconeogenesis.

Ffosfforyleiddiad ocsideiddiol Golygu

Mewn ffosfforyleiddiad ocsideiddiol, trosglwyddir electronau sy'n cael eu tynnu o foleciwlau bwyd yn y llwybrau metabolaidd (er enghraifft, yng nghylch Krebs) i ocsigen, a defnyddir yr egni a ryddhawyd i syntheseiddio ATP. Mewn ewcaryotau, cynhelir y broses hon gyda chyfranogiad nifer o broteinau sydd wedi'u gosod mewn pilenni mitochondrial, a elwir yn gadwyn anadlol trosglwyddo electronau. Mewn procaryotau, mae'r proteinau hyn yn bresennol ym mhilen fewnol y wal gell. Mae proteinau'r gadwyn trosglwyddo electronau yn defnyddio'r egni a geir trwy drosglwyddo electronau o foleciwlau llai (e.e. NADH) i ocsigen i bwmpio protonau trwy'r bilen.

Pan fydd protonau'n cael eu pwmpio, mae gwahaniaeth yng nghrynodiad ïonau hydrogen yn cael ei greu ac mae graddiant electrocemegol yn codi. Mae'r grym hwn yn dychwelyd protonau yn ôl i mitocondria trwy waelod ATP synthase. Mae llif protonau yn achosi i'r fodrwy o is-is-unedau'r ensym gylchdroi, ac o ganlyniad mae canolfan weithredol synthase yn newid ei siâp ac yn ffosfforylacio adenosine diphosphate, gan ei droi'n ATP.

Golygu Ynni Anorganig

Gelwir hemolithotroffau yn procaryotau, sydd â math arbennig o metaboledd, lle mae egni'n cael ei ffurfio o ganlyniad i ocsidiad cyfansoddion anorganig. Gall cemolithotroffau ocsidio hydrogen moleciwlaidd, cyfansoddion sylffwr (e.e. sylffidau, hydrogen sylffid a thiosylffadau anorganig), haearn (II) ocsid neu amonia. Yn yr achos hwn, mae'r egni o ocsidiad y cyfansoddion hyn yn cael ei gynhyrchu gan dderbynyddion electronau, fel ocsigen neu nitraidau. Mae'r prosesau o gael egni o sylweddau anorganig yn chwarae rhan bwysig mewn cylchoedd biocemegol fel acetogenesis, nitreiddiad a dadenwadiad.

Golygu Ynni Golau'r Haul

Mae egni golau haul yn cael ei amsugno gan blanhigion, cyanobacteria, bacteria porffor, bacteria sylffwr gwyrdd, a rhywfaint o brotozoa. Yn aml, cyfunir y broses hon â throsi carbon deuocsid yn gyfansoddion organig fel rhan o'r broses ffotosynthesis (gweler isod). Gall y systemau dal ynni a gosod carbon mewn rhai procaryotau weithio ar wahân (er enghraifft, mewn bacteria sylffwr porffor a gwyrdd).

Mewn llawer o organebau, mae amsugno ynni'r haul yn debyg mewn egwyddor i ffosfforyleiddiad ocsideiddiol, oherwydd yn yr achos hwn mae'r egni'n cael ei storio ar ffurf graddiant crynodiad proton ac mae grym gyrru'r protonau yn arwain at synthesis ATP. Daw'r electronau sydd eu hangen ar gyfer y gadwyn drosglwyddo hon o broteinau cynaeafu ysgafn o'r enw canolfannau adweithio ffotosynthetig (er enghraifft, rhodopsinau). Yn dibynnu ar y math o bigmentau ffotosynthetig, mae dau fath o ganolfan adweithio yn cael eu dosbarthu, ar hyn o bryd dim ond un math sydd gan y mwyafrif o facteria ffotosynthetig, tra bod planhigion a cyanobacteria yn ddau.

Mewn planhigion, algâu a cyanobacteria, mae system ffotos II yn defnyddio egni golau i dynnu electronau o ddŵr, gydag ocsigen moleciwlaidd yn cael ei ryddhau fel sgil-gynnyrch yr adwaith. Yna mae'r electronau'n mynd i mewn i'r cymhleth cytocrom b6f, sy'n defnyddio egni i bwmpio protonau trwy'r bilen thylakoid mewn cloroplastau. O dan ddylanwad y graddiant electrocemegol, mae protonau'n symud yn ôl trwy'r bilen ac yn sbarduno ATP synthase. Yna mae'r electronau'n pasio trwy system ffotos I a gellir eu defnyddio i adfer coenzyme NADP +, i'w ddefnyddio yng nghylch Calvin, neu i'w ailgylchu i ffurfio moleciwlau ATP ychwanegol.

Anaboliaeth - set o brosesau metabolaidd biosynthesis moleciwlau cymhleth gyda gwariant egni. Mae'r moleciwlau cymhleth sy'n ffurfio'r strwythurau cellog yn cael eu syntheseiddio'n ddilyniannol o ragflaenwyr symlach. Mae anaboligiaeth yn cynnwys tri phrif gam, ac mae ensym arbenigol yn cataleiddio pob un ohonynt. Ar y cam cyntaf, mae moleciwlau rhagflaenol yn cael eu syntheseiddio, er enghraifft, asidau amino, monosacaridau, terpenoidau a niwcleotidau. Yn yr ail gam, mae rhagflaenwyr â gwariant ynni ATP yn cael eu trosi'n ffurfiau actifedig. Ar y trydydd cam, mae'r monomerau actifedig yn cael eu cyfuno i foleciwlau mwy cymhleth, er enghraifft, proteinau, polysacaridau, lipidau ac asidau niwcleig.

Ni all pob organeb fyw syntheseiddio'r holl foleciwlau sy'n fiolegol weithredol. Gall autotroffau (er enghraifft, planhigion) syntheseiddio moleciwlau organig cymhleth o sylweddau isel-foleciwlaidd anorganig syml fel carbon deuocsid a dŵr. Mae heterotroffau angen ffynhonnell o sylweddau mwy cymhleth, fel monosacaridau ac asidau amino, i greu moleciwlau mwy cymhleth. Mae organebau'n cael eu dosbarthu yn ôl eu prif ffynonellau egni: mae ffotoffotroffau a ffotoheterotroffau yn derbyn egni o olau'r haul, tra bod cemoautotroffau a chemoheterotroffau yn derbyn egni o adweithiau ocsideiddio anorganig.

Golygu Rhwymo Carbon

Ffotosynthesis yw'r broses biosynthesis siwgrau o garbon deuocsid, lle mae'r egni angenrheidiol yn cael ei amsugno o olau'r haul. Mewn planhigion, cyanobacteria ac algâu, mae ffotolysis dŵr yn digwydd yn ystod ffotosynthesis ocsigen, tra bod ocsigen yn cael ei ryddhau fel sgil-gynnyrch. I drosi CO₂ Mae 3-phosphoglycerate yn defnyddio egni ATP a NADP sy'n cael ei storio mewn systemau ffotograffau. Gwneir yr adwaith rhwymo carbon gan ddefnyddio'r carboxylase bisffosffad ribwlos ensym ac mae'n rhan o gylch Calvin. Mae tri math o ffotosynthesis yn cael eu dosbarthu mewn planhigion - ar hyd llwybr moleciwlau tri charbon, ar hyd llwybr moleciwlau pedwar carbon (C4), a ffotosynthesis CAM. Mae tri math o ffotosynthesis yn wahanol yn y llwybr o rwymo carbon deuocsid a'i fynediad i gylch Calvin; mewn planhigion C3, rhwymo CO₂ yn digwydd yn uniongyrchol yng nghylch Calvin, ac yn C4 a CAM CO₂ a gynhwyswyd yn flaenorol mewn cyfansoddion eraill. Mae gwahanol fathau o ffotosynthesis yn addasiadau i lif dwys golau haul ac i amodau sych.

Mewn procaryotau ffotosynthetig, mae mecanweithiau rhwymo carbon yn fwy amrywiol. Gellir gosod carbon deuocsid yng nghylch Calvin, yng nghylch cefn Krebs, neu mewn adweithiau carboxylation asetyl-CoA. Prokaryotes - mae chemoautotroffau hefyd yn rhwymo CO₂ trwy gylch Calvin, ond defnyddir egni o gyfansoddion anorganig i gyflawni'r adwaith.

Golygu Carbohydradau a Glycans

Yn y broses o anabolism siwgr, gellir trosi asidau organig syml yn monosacaridau, er enghraifft, glwcos, ac yna eu defnyddio i syntheseiddio polysacaridau, fel startsh. Gelwir ffurfio glwcos o gyfansoddion fel pyruvate, lactad, glyserin, 3-phosphoglycerate ac asidau amino yn gluconeogenesis. Yn y broses o gluconeogenesis, mae pyruvate yn cael ei drawsnewid i glwcos-6-ffosffad trwy gyfres o gyfansoddion canolradd, y mae llawer ohonynt hefyd yn cael eu ffurfio yn ystod glycolysis. Fodd bynnag, nid glycolysis i'r cyfeiriad arall yn unig yw gluconeogenesis, gan fod sawl adwaith cemegol yn cataleiddio ensymau arbennig, sy'n ei gwneud hi'n bosibl rheoleiddio prosesau ffurfio a chwalu glwcos yn annibynnol.

Mae llawer o organebau yn storio maetholion ar ffurf lipidau a brasterau, fodd bynnag, nid oes gan fertebratau ensymau sy'n cataleiddio trosi asetyl-CoA (cynnyrch metaboledd asid brasterog) i pyruvate (swbstrad o gluconeogenesis). Ar ôl newynu hirfaith, mae fertebratau yn dechrau syntheseiddio cyrff ceton o asidau brasterog, a all ddisodli glwcos mewn meinweoedd fel yr ymennydd. Mewn planhigion a bacteria, mae'r broblem metabolig hon yn cael ei datrys trwy ddefnyddio'r cylch glyoxylate, sy'n osgoi'r cam datgarboxylation yn y cylch asid citrig ac yn caniatáu ichi drosi asetyl-CoA i ocsaloacetate, ac yna ei ddefnyddio ar gyfer synthesis glwcos.

Mae polysacaridau yn cyflawni swyddogaethau strwythurol a metabolaidd, a gellir eu cyfuno hefyd â lipidau (glycolipidau) a phroteinau (glycoproteinau) gan ddefnyddio ensymau transferase oligosacarid.

Asidau Brasterog, Isoprenoidau, a Steroidau Golygu

Mae asidau brasterog yn cael eu ffurfio gan synthasau asid brasterog o asetyl-CoA. Mae sgerbwd carbon asidau brasterog yn cael ei ymestyn yn y cylch adweithiau lle mae'r grŵp asetyl yn ymuno gyntaf, yna mae'r grŵp carbonyl yn cael ei leihau i'r grŵp hydrocsyl, yna mae dadhydradiad ac adferiad dilynol yn digwydd. Mae ensymau biosynthesis asid brasterog yn cael eu dosbarthu i ddau grŵp: mewn anifeiliaid a ffyngau, mae pob adwaith synthesis asid brasterog yn cael ei wneud gan un protein amlswyddogaethol math I, mewn plastidau planhigion ac mewn bacteria, mae pob math yn cael ei gataleiddio gan ensymau math II ar wahân.

Mae terpenes a terpenoidau yn gynrychiolwyr o'r dosbarth mwyaf o gynhyrchion naturiol llysieuol. Mae cynrychiolwyr y grŵp hwn o sylweddau yn ddeilliadau o isoprene ac fe'u ffurfir o ragflaenwyr actifedig pyrophosphate isopentyl a phyroffosffad dimethylallyl, sydd, yn eu tro, yn cael eu ffurfio mewn gwahanol adweithiau metabolaidd. Mewn anifeiliaid ac archaea, mae pyrophosphate isopentyl a phyrophosphate dimethylallyl yn cael eu syntheseiddio o asetyl-CoA yn y llwybr mevalonate, tra mewn planhigion a bacteria, mae pyruvate a glyceraldehyde-3-ffosffad yn swbstradau'r llwybr nad yw'n mevalonate. Mewn adweithiau biosynthesis steroid, mae moleciwlau isoprene yn cyfuno ac yn ffurfio squalene, sydd wedyn yn ffurfio strwythurau cylchol gyda ffurfio lanosterol. Gellir trosi lanosterol yn steroidau eraill, fel colesterol ac ergosterol.

Gwiwerod Golygu

Mae organebau yn wahanol yn eu gallu i syntheseiddio 20 asid amino cyffredin. Gall y mwyafrif o facteria a phlanhigion syntheseiddio pob un o'r 20, ond dim ond 10 asid amino hanfodol y gall mamaliaid syntheseiddio. Felly, yn achos mamaliaid, rhaid cael 9 asid amino hanfodol o fwyd. Mae'r holl asidau amino yn cael eu syntheseiddio o gyfryngau glycolysis, cylch asid citrig, neu lwybr monoffosffad pentose. Gelwir trosglwyddo grwpiau amino o asidau amino i asidau alffa-keto yn drawsblaniad. Mae rhoddwyr grwpiau amino yn glwtamad a glwtamin.

Mae asidau amino sy'n gysylltiedig â bondiau peptid yn ffurfio proteinau. Mae gan bob protein ddilyniant unigryw o weddillion asid amino (strwythur protein cynradd). Yn union fel y gellir cyfuno llythrennau'r wyddor â ffurfio amrywiadau geiriau bron yn ddiddiwedd, gall asidau amino rwymo mewn un dilyniant neu'r llall a ffurfio amrywiaeth o broteinau. Mae'r ensym synthetase aminoacyl-tRNA yn cataleiddio ychwanegiad asidau amino ATP-ddibynnol i tRNA gyda bondiau ester, a ffurfir aminoacyl-tRNAs. Mae tRNAs aminoacyl yn swbstradau ar gyfer ribosomau sy'n cyfuno asidau amino yn gadwyni polypeptid hir gan ddefnyddio matrics mRNA.