대사 에너지 : 유형, 소스 및 변형 - 생물학

대사 에너지는 화학 에너지로부터 얻은 모든 살아있는 존재 음식 (또는 영양소)에 포함하는 에너지입니다. 이 에너지는 기본적으로 모든 세포에 대해 동일합니다. 그러나 그것을 얻는 방법은 매우 다양합니다.

음식은 다양한 유형의 일련의 생체 분자로 구성되며 결합에 화학 에너지가 저장되어 있습니다. 이런 식으로 유기체는 음식에 저장된 에너지를 이용하고 다른 대사 과정에서이 에너지를 사용할 수 있습니다.

모든 살아있는 유기체는 성장하고 번식하고 구조를 유지하며 환경에 반응하기 위해 에너지가 필요합니다. 신진 대사는 생명을 유지하고 유기체가 화학 에너지를 세포에 유용한 에너지로 변환하도록 허용하는 화학 과정을 포함합니다.

동물에서 신진 대사는 탄수화물, 지질, 단백질 및 핵산을 분해하여 화학 에너지를 제공합니다. 식물은 태양의 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하여 다른 분자를 합성합니다. 그들은 광합성 과정에서 이것을합니다.

대사 반응의 유형

대사는 유기 분자의 분해 반응과 다른 생체 분자의 합성 반응이라는 두 가지 범주로 분류 할 수있는 여러 유형의 반응으로 구성됩니다.

대사 분해 반응은 세포 이화 (또는 이화 반응)를 구성합니다. 여기에는 포도당 및 기타 당 (탄수화물)과 같은 에너지가 풍부한 분자의 산화가 포함됩니다. 이러한 반응은 에너지를 방출하기 때문에 exergonic이라고합니다.

대조적으로, 합성 반응은 세포 동화 작용 (또는 동화 작용)을 구성합니다. 이들은 글리코겐과 같은 저장된 에너지가 풍부한 다른 분자를 형성하기 위해 분자의 환원 과정을 수행합니다. 이러한 반응은 에너지를 소비하기 때문에 endergonic이라고합니다.

대사 에너지의 주요 원천은 포도당 분자와 지방산입니다. 이들은 에너지를 위해 빠르게 산화 될 수있는 생체 분자 그룹을 구성합니다.

포도당 분자는 대부분 전분이 풍부한 채소의 다른 파생물 중에서도 쌀, 빵, 파스타와 같이 식단에서 섭취하는 탄수화물에서 비롯됩니다. 혈액에 포도당이 거의 없으면간에 저장된 글리코겐 분자에서도 얻을 수 있습니다.

장기간의 금식 중 또는 추가 에너지 소비가 필요한 과정에서 지방 조직에서 동원 된 지방산에서이 에너지를 얻는 것이 필요합니다.

이러한 지방산은 일련의 대사 반응을 거쳐이를 활성화하고 미토콘드리아 내부로 이동하여 산화됩니다. 이 과정을 지방산의 β- 산화라고하며 이러한 조건에서 최대 80 %의 추가 에너지를 제공합니다.

단백질과 지방은 특히 극심한 금식의 경우 새로운 포도당 분자를 합성하는 마지막 예비입니다. 이 반응은 단백 동화 유형이며 포도당 형성으로 알려져 있습니다.

설탕, 지방 및 단백질과 같은 복잡한 음식 분자는 세포를위한 풍부한 에너지 원입니다. 왜냐하면 이러한 분자를 만드는 데 사용되는 에너지의 대부분은 말 그대로 이들 분자를 결합하는 화학 결합 내에 저장되기 때문입니다.

과학자들은 폭탄 열량계라는 장치를 사용하여 식품에 저장된 에너지의 양을 측정 할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 음식을 열량계 안에 넣고 타 버릴 때까지 가열합니다. 반응에 의해 방출되는 과도한 열은 음식에 포함 된 에너지의 양에 정비례합니다.

현실은 세포가 열량계로 기능하지 않는다는 것입니다. 하나의 큰 반응에서 에너지를 태우는 대신 세포는 일련의 산화 반응을 통해 음식 분자에 저장된 에너지를 천천히 방출합니다.

산화는 전자가 한 분자에서 다른 분자로 전달되어 도너 및 수용체 분자의 구성과 에너지 함량을 변경하는 화학 반응 유형을 설명합니다. 식품의 분자는 전자 기증자 역할을합니다.

음식의 분해와 관련된 각 산화 반응 동안 반응의 생성물은 경로에서 선행하는 공여자 분자보다 에너지 함량이 낮습니다.

동시에 전자 수용체 분자는 각 산화 반응 동안 음식 분자에서 손실되는 에너지의 일부를 포착하여 나중에 사용하기 위해 저장합니다.

결국 복잡한 유기 분자의 탄소 원자가 완전히 산화되면 (반응 사슬의 끝에서) 이산화탄소로 방출됩니다.

세포는 방출 되 자마자 산화 반응의 에너지를 사용하지 않습니다. 일어나는 일은 ATP 및 NADH와 같은 작고 에너지가 풍부한 분자로 변환하여 세포 전체에서 신진 대사를 촉진하고 새로운 세포 구성 요소를 만들 수 있습니다.

에너지가 풍부 할 때 진핵 세포는이 초과 에너지를 저장하기 위해 더 크고 에너지가 풍부한 분자를 생성합니다.

생성 된 당과 지방은 세포 내에 축적되어 있으며, 일부는 전자 현미경으로 볼 수있을만큼 충분히 큽니다.

동물 세포는 또한 포도당 (글리코겐)의 분 지형 폴리머를 합성 할 수 있으며, 이는 다시 전자 현미경으로 관찰 할 수있는 입자로 응집됩니다. 세포는 빠른 에너지가 필요할 때마다 이러한 입자를 빠르게 움직일 수 있습니다.

그러나 정상적인 상황에서 인간은 하루 분량의 에너지를 공급하기에 충분한 글리코겐을 저장합니다. 식물 세포는 글리코겐을 생성하지 않고 대신 과립에 저장되는 전분으로 알려진 다른 포도당 중합체를 만듭니다.

또한 식물과 동물 세포 모두 지방 합성 경로에서 포도당을 전환하여 에너지를 절약합니다. 1g의 지방은 같은 양의 글리코겐에 비해 거의 6 배의 에너지를 포함하고 있지만 지방의 에너지는 글리코겐의 에너지보다 적습니다.

그럼에도 불구하고 세포는 단기 및 장기 에너지 저장을 모두 필요로하기 때문에 각 저장 메커니즘이 중요합니다.

지방은 세포의 세포질에있는 물방울에 저장됩니다. 인간은 일반적으로 몇 주 동안 세포에 전력을 공급하기에 충분한 지방을 저장합니다.

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