Zlepšování podmínek pro výuku technických oborů a řemesel Švehlovy střední školy polytechnické Prostějov registrační číslo CZ.1.07/1.1.26/

Martina Sovová Látkový metabolismus 1

 Látkový metabolismus je soubor enzymatických dějů probíhajících v buňkách. Jedná se o soubor reakcí, které zahrnují přeměnu látek a energie.  Hlavní funkcí metabolismu je poskytovat: a. stavební látky (pro růst a udržování buňky) b. energii (je nezbytná pro průběh životních dějů)

Metabolické procesy jsou katabolické (rozkladné), při kterých se složitější látky štěpí na látky jednodušší za současného uvolnění energie (jedná se o děje exergonické). Probíhající většinou jako oxidace substrátu anabolické (syntetické), při kterých vznikají z jednodušších látek látky složitější za současného spotřebování energie (jedná se o děje endergonické). Probíhající většinou jako redukce substrátu.

Katabolické a anabolické reakce na sebe navazazují – tvoří tzv. METABOLICKÉ DRÁHY – jedná se o soubor enzymových reakcí, které vedou od přeměny určitého substrátu ke vzniku určitého konečnému produktu. Rychlost metabolismu je celkově ovlivňována a.věkem b.pohlavím c.fyzickým i psychickým stavem organismu d.hormony

Druhy metabolismu Rozdělení metabolismu dle zdroje uhlíku autotrofní organismy –zdroj uhlíku oxid uhličitý heterotrofní organismy – zdrojem uhlíku je organická látka Rozdělení metabolismu dle zdroje energie fototrofní organismy – zdrojem energie je sluneční světlo chemotrofní organismy – získávají energii přeměnou exogenních chemických látek

Rozdělení metabolismu dle změny organických látek aerobní organismy – organické látky jsou oxidovány vzdušným kyslíkem až na oxid uhličitý a vodu anaerobní organismy – organické látky jsou zkvašovány na různé organické látky, které jsou dále zpracovávány anaerobním metabolismem.

Katabolismus V organismu člověka dochází pomocí enzymů (nejčastěji hydrolytických) k rozkladu potravy na jednodušší látky, které slouží jako stavební jednotky pro výstavbu nových sloučenin, nebo mohou být v těle dále odbourávány až na oxid uhličitý, vodu a ostatní odpadní látky.

V první fázi katabolismu jsou bílkoviny štěpeny na aminokyseliny, sacharidy na glukózu, lipidy na glycerol a mastné kyseliny. Tato fáze katabolismu probíhá za anaerobních podmínek a celkový zisk energie je v této fázi nulový. Ve druhé fázi katabolismu jsou jednoduché sloučeniny odbourávány na jednouhlíkaté a dvouuhlíkaté látky – například oxid uhličitý a acetylkoenzym A. Zisk energie je v této fázi nízký (asi 60% energie je uloženo ve formě acetylukoenzymu A)

Ve třetí fázi katabolismu vstupuje acetylkoenzym A do citrátového cyklu, kde je oxidován na konečný produkt – oxid uhličitý. Z každé molekuly acetylukoenzymu A se získávají 4 molekuly vodíku. U aerobních organismů se tyto na energii bohaté vodíky pomocí systému přenašečů přenášejí na molekulu kyslíku za vzniku vody. Při tomto přenosu se uvolňuje energie, která se ukládá do ATP. Anaerobní organismy vodík přenášejí na jiné anorganické látky než na kyslík. Uvolní se přitom méně energie.

Katabolismus sacharidů Polysacharidy ( š krob, glykogen) jsou rozštěpeny v tenk é m střevě α-amylasou na oligosacharidy a ty jsou d á le š těpeny v tenkém střevě na monosacharidy (glukózu). Glukóza přechází stěnou tenkého střeva do krve, krev glukózu dále transportuje k buňkám. Vstup glukózy do buněk umožňuje hormon inzulín.

Odbourávání glukózy v buňkách má tří stupně: 1. Stupeň - Glykolýza Glykolýza je proces, při kterém dochází ke štěpení glukózy za vzniku pyruvátu. Fáze glykolýzy je lokalizována v cytoplazmě buněk a jedná se o odbourávání anaerobní (bez přítomnosti vzduchu). Při odbourávání glukózy na pyruvát vznikají 2 molekuly ATP, a zároveň se 2 molekuly ATP spotřebovávají. Jedna molekula glukózy (hexóza) se rozštěpí na 2 molekuly pyruvátu (trióza).

2. Stupeň – Oxidační dekarboxylace Oxidační dekarboxylace je lokalizována v mitochondriální membráně, jedná se tedy o proces aerobní. Při oxidační dekarboxylaci dochází k přeměně pyruvátu. Výsledkem oxidační dekarboxylace je vznik acetylkoenzymu A. Pyruvát se může přeměňovat také za anaerobních podmínek, o kterých budeme mluvit později.

3. Stupeň – Citrátový cyklus (Krebsův cyklus) Jedná se o sled reakcí, při kterých se acetylkoenzym A mění na oxid uhličitý a vodu Citrátový cyklus probíhá v matrix mitochondrií V průběhu citrátového cyklu vznikají: a. Dvě molekuly oxidu uhličitého b. Jedna molekula ATP a to reakcí ADP s GTP (guanosintrifosfát).

c. Redukované koenzymy 3 molekuly NADH (nikotinamidadenindinukleotid) a 1 molekula FADH (flavinadenindinukleotid). Tyto koenzymy se zpětně oxidují v dýchacím řetězci, čímž vznikají molekuly další molekuly ATP.

Obr.1

Použitá literatura:  Vlastní zdroje – vlastní přípravy 