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Catabolismo del metabolismo

Il metabolismo comprende due maggior parti: anabolism e catabolismo. Il catabolismo è l'insieme dei trattamenti metabolici che ripartono le grandi molecole. Queste molecole più complesse sono ripartite per produrre l'energia necessaria per varie funzioni dell'organismo. L'energia è utilizzata per la costruzione o i trattamenti anabolici.

Catabolismo negli organismi differenti

La natura esatta di queste reazioni cataboliche differisce dall'organismo all'organismo e gli organismi possono essere classificati in base alle loro fonti di energia e carbonio:

  • nei organotrophs, le sorgenti organiche sono usate come fonte di energia
  • nei lithotrophs, i substrati inorganici sono usati
  • nei phototrophs, la luce solare è usata come energia chimica

Le reazioni comuni di base nel catabolismo comprendono le reazioni redox che comprendono il trasferimento degli elettroni dalle molecole erogarici diminuite quali le molecole organiche, l'acqua, l'ammoniaca, il solfuro di idrogeno o gli ioni ferrosi nelle molecole del ricettore quali ossigeno, il nitrato o il solfato.

In esseri umani ed in animali, le reazioni redox comprendono le molecole organiche complesse che sono ripartite alle molecole più semplici, quali l'anidride carbonica e l'acqua.

Negli organismi fotosintetici quali gli impianti e la cyanobacteria, queste reazioni del trasferimento di elettroni non rilasciano l'energia. Queste reazioni contribuiscono appena a memorizzare l'energia assorbente da luce solare.

Classificazione degli organismi basati sul loro metabolismo

fonte di energia luce solare foto   - troph
molecole preformate chemo
donatore di elettrone composto organico   organo-  
composto inorganico litho-
sorgente di carbonio composto organico   etero
composto inorganico automatico

 

Fasi del catabolismo

 

Il catabolismo può essere suddiviso in 3 fasi principali.

Fase 1 - Fase di digestione

Le grandi molecole organiche gradiscono le proteine, lipidi ed i polisaccaridi si digeriscono nelle loro più piccole componenti fuori delle celle. Questa fase agisce su amido, su cellulosa o su proteine che non possono direttamente essere assorbiti dalle celle e dalla necessità essere rotto nelle loro più piccole unità prima che possano essere utilizzati nel metabolismo delle cellule.

Gli enzimi digestivi includono le idrolasi del glicoside che digeriscono i polisaccaridi nei monosaccaridi o negli zuccheri semplici.

L'enzima primario in questione nella digestione della proteina è pepsina che catalizza l'idrolisi non specifica dei legami peptidici ad un pH ottimale di 2.  Nel lumen dell'intestino tenue, il pancreas secerne gli zimogeni di tripsina, di chimotripsina, di elastasi ecc.  Questi enzimi proteolitici rompono le proteine giù negli amminoacidi liberi come pure dipeptidi e tripeptidi. Gli amminoacidi liberi come pure i Di ed i tripeptidi sono assorbiti dalle celle intestinali delle mucose che successivamente sono scaricate nella circolazione sanguigna in cui sono assorbite da altri tessuti.

Gli amminoacidi e gli zuccheri poi sono pompati nelle celle dalle proteine di trasporto attivo specifiche.

Fase 2 - Versione di energia

Una volta che ripartito queste molecole sono prese dalle celle e sono convertite eppure dalle più piccole molecole, solitamente il coenzima A (acetile-CoA) dell'acetile, che rilascia una certa energia.

Fase 3 - Il gruppo dell'acetile sul CoA è ossidato per innaffiare ed anidride carbonica nel ciclo di Krebs e nella catena di trasporto dell'elettrone, rilascianti l'energia che è memorizzata diminuendo di nicotinamide adenindinucleotide del coenzima (NAD+) nel NADH.

Ripartizione del carboidrato

Quando i carboidrati complessi sono rotti formano gli zuccheri o i monosaccaridi semplici. Ciò è presa dalle celle. Una volta dentro questi zuccheri subisca la glicolisi, dove gli zuccheri quali glucosio e fruttosio sono convertiti in piruvato e un certo trifosfato di adenosina è generato. Il piruvato è un composto intermedio in parecchie vie metaboliche, ma la maggioranza è convertita in acetile-CoA ed è inserita nel ciclo di Krebs o nel ciclo del Kreb.

All'interno del ciclo di Krebs più trifosfato di adenosina è generato dai monosaccaridi. Il prodotto più importante è NADH, che è fatto da NAD+ mentre il acetile-CoA è ossidato. Questa ossidazione rilascia l'anidride carbonica come residui.

Quando non c'è ossigeno, la glicolisi produce il lattato, attraverso la deidrogenasi del lattato degli enzimi, riossidante il NADH a NAD+ per riutilizzazione nella glicolisi.

Il glucosio può anche essere ripartito per la via del fosfato del pentosio, che diminuisce il coenzima NADPH e produce gli zuccheri del pentosio quale il ribosio, la componente dello zucchero degli acidi nucleici.

Ripartizione dell'amminoacido

Le proteine sono ripartite negli amminoacidi. Gli amminoacidi sono usati per sintetizzare le proteine ed altre biomolecole, o sono ossidati ad urea ed all'anidride carbonica come fonte di energia.

Nel corso dell'ossidazione, in primo luogo il gruppo amminico è eliminato da una transaminasi. Il gruppo amminico è inserito nel ciclo dell'urea, lasciante uno scheletro deaminated del carbonio sotto forma di chetoacido.

Questi chetoacidi entrano nel ciclo di Krebs. Il glutammato, per esempio, forma il α-chetoglutarato. Alcune delle ammine possono anche essere convertite in glucosio, con la gluconeogenesi.

Alcune proteine sono incredibilmente stabili, altre sono molto di breve durata.  Le proteine di breve durata svolgono solitamente i ruoli metabolici importanti.  I tempi di vita di scarsità di queste proteine permettono che la cella regoli rapido ai cambiamenti nello stato metabolico della cella.

Ripartizione del lipido

I grassi catabolised tramite idrolisi agli acidi grassi liberi ed al glicerolo. Il glicerolo entra nella glicolisi e gli acidi grassi sono ripartiti per la beta ossidazione per rilasciare il acetile-CoA. Sbracci co--Un di questo acetile il ciclo di Krebs dopo. Gli acidi grassi rilasciano più energia sopra l'ossidazione che i carboidrati perché i carboidrati contengono più ossigeno in loro strutture.

Calorie ottenute da ossidazione completa

  • Rendimento 4 kcal/g. dei carboidrati.
  • I carboidrati devono essere memorizzati con acqua ed ogni 1g di glicogeno è idratato con acqua 2g. Carboidrati idrati: 1,3 kcal/g
  • Grasso: 9 kcal/g (grassi non sono idratati)
  • Proteine: 4 kcal/g

Sorgenti

  1. http://www.tamu.edu/faculty/bmiles/lectures/Protein%20Catabolism.pdf
  2. http://www.csun.edu/~jm77307/Fatty%20Acid%20Catabolism.pdf
  3. http://cronus.uwindsor.ca/units/biochem/web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$FILE/Energy%20metabolism.pdf
  4. http://www.oup.com/us/static/companion.websites/9780199730841/McKee_Chapter8_Sample.pdf
  5. http://www.unm.edu/~lkravitz/Article%20folder/Metabolism.pdf
  6. http://www.sci.sdsu.edu/TFrey/Chem365/Bioenerg&MetabCh13&14.pdf
  7. http://cronus.uwindsor.ca/units/biochem/web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$FILE/Amino%20acid%20catabolism.pdf

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Ananya Mandal

Written by

Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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Comments

  1. Ruth Nwagbo Ruth Nwagbo Nigeria says:

    tnx. it helped alot

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