Otázka: Metabolismus
Předmět: Biologie
Přidal(a): Furrow
– přeměna látek a energie
Dělení podle typu reakcí:
1.) Katabolismus – reakce, při nichž z látek složitějších vznikají látky jednodušší (uvolňuje se energie)
2.)Anabolismus – reakce, při nichž z látek jednodušších vznikají látky složitější (energii je nutno dodat)
Dělení podle přítomnosti kyslíku:
1.) Aerobní – reakce, při nichž je O2 přítomen
2.) Anaerobní – reakce, při nichž O2 přítomen není.
Základní sloučeniny:
ATP – adenozintrifosfát
– „buněčné platidlo“, zdroj energie pro buňku – v makroergické vazbě (mezi fosfátovými skupinami)
NADH
– redukovaný nikotinamidadenindinukleotid („nabitý energií)
NADH à NAD+ (vybitý)
NADPH
-redukovaný nikotinamidadenindinukleotidfosfát („nabitý energií“)
NADPH à NADP+
1NAD(P) = 2,5 ATP
FADH2
- redukovaný flavinadenindinukleotid („nabitý energií”)
FADH2 à FAD++
1FADH2 = 1,5 ATP
Fáze metabolismu
3 fáze
1. Fáze – rozklad velkých látek na menší podjednotky (bez zisku energie)
2. Fáze – rozklad menších podjednotek na Acetyl CoA (zisk málo energie)
3. Fáze – rozklad Acetylu CoA na vodu a CO2 (zisk hodně energie)
| Fáze 1 | Cukry | Tuky | Bílkoviny |
| Substrát | Polysacharidy | Tuky (lipidy) | Bílkoviny (proteiny) |
| Produkt | Monosacharidy | Mastné kyseliny a glycerol | Aminokyseliny |
| Místo | Mimo buňky | Mimo buňky | Mimo buňky |
Probíhá ve střevech a žaludku
| Fáze 2 | Cukry | Tuky | Bílkoviny |
| Substrát | Monosacharidy | Mastné kyseliny a glycerol | Aminokyseliny |
| Produkt | Acetyl CoA | Acetyl CoA | různé |
| Místo | Cytoplazma, matrix | Matrix | cytoplazma |
| Reakce | Glykolýza | B-oxidace |
| Fáze 3 | Cukry | Tuky | Bílkoviny |
| Substrát | Acetyl CoA | Acetyl CoA | různé |
| Produkt | H2O, CO2 | H2O, CO2 | různé |
| Místo | Matrix a membrány mitochondrie | Matrix a membrány mitochondrie | různé |
| Reakce | Citrátový cyklus, dýchací řezezec | Citrátový cyklus, dýchací řezezec |
Hlavní metabolické pochody:
Glykolýza, B-Oxidace =fáze 2
Citrátový cyklus, Dýchací řetězec = fáze 3
Fotosyntéza
Glykolýza
soubor reakcí, při nichž se přeměňuje glukóza na jednodušší látky a přitom vzniká malé množství energie. Nejdůležitější chemický děj.
Glukóza à 2 Pyruvát + E
C6H12O6 à C3H3O3–
3 fáze:
1. fáze = fáze energetické investice (spotřebovává se E na „úpravu“ molekuly glukózy)
2. fáze = fáze štěpení šestiuhlíkatého cukru na dva třiuhlíkaté cukry (bez spotřeby a zisku E)
3. fáze = fáze zisku E („úprava“ tříuhlíkatých cukrů na pyruvát, E se získává)
Chem. reakce : fáze 1
Glukóza + 2 ATP à fruktóza -1,6-bifosfát
Chem. reakce : fáze 2
Fruktóza -1,6-bifosfát à 2x Glyceraldehyd-3-fosfát
Chem reakce: fáze 3
Glyceraldehyd-3-fosfát à Pyruvát + NADH + 2ATP
| Ztratili jsme | Získali jsme | Čistý zisk E |
| 1x glukóza | 2x pyruvát | Další děje |
| 2x ATP | 2 NADH, 4 ATP | 7 ATP |
Pyruvát + NADH à NAD++ Etanol + CO2
Pyruvát + NADHà NAD+ + Laktát
Pyruvát+ NAD+ à NADH+ Acetyl CoA + CO2
Beta – oxidace
Soubor reakcí, při níž se postupně rozkládají mastné kyseliny za vzniku přenašečů energie
VMK (vyšší mastná kyselina) např C18 (18tiuhlíkatá) – uberou se 2C , cyklus se opakuje, (vždy když ubydou dva uhlíky vznikne Acetyl CoA)
Při každé „otočce“
MK(C18) + FAD+ + NAD+ = MK(C16) + FADH2 + Acetyl CoA + NADH
| Ztratili jsme | Získali jsme | Čistý zisk E |
| 1 MK (k. olejová – C18) | 9 Acetyl CoA | Další děje |
| – | 8 NADH, 8 FADH2 | 32 ATP |
Citrátový cyklus
Cyklus kyseliny citrónové, Krebsův cyklus
– Cyklický soubor reakcí kde se využívá Acetyl CoA k tvorbě energie
Acetyl CoA
CO2
Energie v různých podobách
Oxalacetát (4C) + Acetyl CoA = Citrát (6C – kyselina citrónová)
Citrát se zase přeměňuje zpátky na Oxalacetát
Citrát + 3H2O + GDP + 3NAD+ + FAD+ = 2CO2 + GTP + 3NADH + FADH2
| Ztratili jsme | Získali jsme | Čistý zisk E |
|
1 Acetyl CoA, 3 H2O |
2 CO2 | – |
| 3 NADH, 1 FADH2 , 1 GTP | 10 ATP |
Dýchací řetězec
využití energeticky bohatých přenašečů (NADH, FADH2) pro tvorbu energie za účasti kyslíku
Vnitřní membrána mitochondrie Mezimembránový prostor
Enzymy ATP – syntáza
matrix
NADH + FADH2 + O2 = NAD+ + FAD+ + H2O
Enzymy + E +ATP syntéza + ADP = ATP
| Ztratili jsme | Získali jsme | Čistý zisk E |
| n O2 | n H2O | |
| n NADH, n FADH2 | n ATP | n NADH = 2,5 n ATP n FADH2 = 1,5 n ATP |
Bazální metabolismus (BM)
= základní, nejnižší množství energie, která je nutná pro přežití
výpočet bazálního metabolismu
4,1868 * (66,5+13.8*m) + h (cm) – 6,75 * věk)
(8087,85 kJ) = tolik potřebuju když budu chtít jen spát celý den (17 let, 75 kg, 189 cm)
336,99 = na hodinu.
Příklad:
denní režim
Vybrat den, 24 hod, časové úseky, hodiny,
11 hod spánek, 1 hod oblékání, 1 hod jídlo, 7 hod sezení, 2 hod chůze, 2 h trénink, = 26403,16 kJ
1 g cukr = 16,7 kJ
1g tuků = 37,7 kJ
potrava = 60% cukrů, 20% = tuků, 20% bílkovin
948g cukrů, 140 g tuků
jídlo : 3x rohlíky se salámem, 200kJ, 700kJ, 1000kJ
oběd sekaná – 1100 kJ
s bramborovou kaší, 660kJ
polévka – 600kJ
2x tatranka, = 2000kJ
Suk = 1600kJ
0,5l čaje = 100kJ
0,5l mléka = 1000 kJ
2l vody se šťávou = 280 kJ
5 párků s hořčicí, 3 rohlíky = 2000 kJ
pomeranč. 200kJ
