Metabolizm-to ogół przekształceń energ. i chem. zachodzących w komórkach. Składa się z procesów katabolicznych- inaczej rozpad, degradacja związków złożonych zasobnych w energię na związki proste. Procesom tym towarzyszy uwalnianie E (reakcja egzogeniczna) np.reakcja hydrolizy,oddychanie tlenowe,fermentacja. Produkty zawierają mniej E niż substrat. Anabolizm- inaczej synteza, to reakcje chem. w których następuje tworzenie związków bardziej złożonych ze związków prostych. Reakcje te wymagają dostarczania E (r. endogeniczne) np. fotosynteza, chemosynteza, biosynteza białek, amin,białek,lipidów. Produkty zawierają więcej energii niż substraty. Szlak Metaboliczny- to szereg reakcji zachodzących kolejno po sobie i prowadzących do powstania produktu. Cykle Metaboliczne- część produktów stanowi jednocześnie substrat dla następnych reakcji. Najważniejsze szlaki--> fotosynteza, glikoza,cykl Krebsa, utlenianie końcowe w łańcuchu oddechowym, biosynteza białka, cykl mocznikowy, synteza kwasów tłuszczowych. Łańcuch oddechowy- zlokalizowany jest w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Składa się z 4dużych kompleksów białkowych oraz z 2małych cząsteczek będących łącznikami pomiędzy tymi kompleksami- ubichinonu (UQ) oraz cytochromu C. Transport elektronów przez łańcuch oddechowy- można przedstawić jako przekazanie elektronów z jednego skladnika na drugi, aż w końcowej fazie na tlen=powstanie H2O. Synteza ATP- synteza 1cząsteczki ATP wymaga transportu 4protonów z cytoplazmy do wnętrza mitochondriów. Odpowiedzialna za transport protonów (H+) jest synteza ATP. W efekcie ADP (z cytoplazmy) + Pi-->ATP. Fosforylacja oksydacyjna - jest szlakiem metabolicznym, w którego wyniku energia uwalniana podczas utleniania zredukowanych nukleotydów przekształcana jest w energię ATP. Podczas fosforylacji oksydacyjnej, w wyniku szeregu reakcji redoks, elektrony przenoszone są ze zredukowanych nukleotydów, NADH+ i FADH2, na pełniący funkcję akceptora elektronów tlen. Zachodzące reakcje prowadzą do zmagazynowania energii, służącej następnie do syntezy ATP. Fosforylacja substratowa-reakcja chemiczna, która ma miejsce, gdy reszta fosforanowa zostanie przeniesiona ze związku ufosforylowanego-substratu -bezpośrednio na ADP przez enzymy, najczęściej z grupy kinaz. Ten sposób wytwarzania ATP nie wymaga udziału tlenu i zachodzi np. w glikolizie oraz cyklu Krebsa. Substrat wysokoenergetyczny(ufosforylowany) + ADP → produkt niskoenergetyczny + ATP. Cukry proste- dzielą się na ilość C na triozy 3C, tetrozy 4C, pentozy 5C, hektozy 6C. Ze względu na chemiczną budowę dzielą się na: Ketozy (ketoalkoholowe) Cukry złożone- *2cukry dzielą się na 2 (disacharydy- dzielą się na redukcyjne, należą do nich maltoza i laktoza i na nie redukcyjne- sacharoza) *wielocukry. Polisacharydy- należy do nich skrobia ma łańcuchy proste. Trawiona jest już w jamie ustnej. Jest zapasowym węglowodanem roślin. Produkty pochodzące z bulw roślin to skrobia.
Cykl Krebsa- *centralny szlak metaboliczny, w którym zbiegają się drogi procesów utleniania podst.substratów oddechowych: cukrów (glukozy), kw.tłuszcz i aminokwasów. *Producentem glikolizy: beta-oksydacji jest acetyloCoA i jest on substratem cyklu Krebsa. *Aminokwasy po dezaminacji są pośrednimi metabolitami Cyklu Krebsa. *Cały proces ma miejsce w matrix mitochondrialnym. Cykl Krebsa- *jest końcowym etapem utleniania cukrów, kw.tłuszcz i aminokwasów prowadzących do całkowitego utleniania tych związków do CO2. *Dostarcza wodorów z utlenianych substancji do (za pomocą NADH i FADH2) do łańcucha oddechowego gdzie powstaje 2produkt komplementarnego rozkładu związku organicznego H2O. Podsumowanie Cyklu Krebsa-* Przebieg: AcetyloKoA-->CO2 (oraz NADH,FADH2) *miejsce- matrix mitochondrium, *zysk energetyczny- 1 cząsteczeka 1GTP(2 GTP na 1glukoze), * równoważniki redukcyjne: 3NADH oraz 1FADH2 (6NADH oraz 2FADH2 na 1 glukozę). Utlenianie Biologiczne- przebiega stopniowo. ETAP1- Rozbicie dużych makrocząsteczek na proste jednostki monomeryczne. ETAP2- Rozbicie prostych jednostek monomerycznych na acetyloCoA z jednoczesnym wytworzeniem niewielkich ilości NADH i ATP (fosforylacja substratowa i oksydacyjna) ETAP3- Całkowite utlenianie w mitochondriach acetyloCoA do Co2 i H2O z jednoczesnym wytworzeniem dużej ilości NADH, PADH2 i ATP (fosforylacja oksydacyjna). Utlenianie- odłączenie elektronów lub atomów wodoru. Redukcja- przyłączanie elektronów, lub atomów wodoru. Wodór- hydrogen- reakcja odłączenia i przyłączania atomów wodoru to reakcja dehydrogenacja. Dehydrogenazy- posiadają część niebiałkową- koenzym (NAD+) lub FAD. W czasie reakcji utleniania koenzymy ulegają redukcji. Dekarboksylacja pirogronianu- *przebiega w mitochondrium. *rolą jest dalszy rozkład glukozy poprzez uwalnianie CO2. *Powstający ecetyloCoA jest substratem cyklu Krebsa. Glikogen (skrobia zwierzęca) ( -(-C6H10O5-)-n ) jest polisacharydem zbudowanym z wielu cząsteczek glukozy. Odkłada się jako materiał zapasowy w komórkach wątroby i mięśniach. Glikogen wątrobowy jest źródłem glukozy dla całego organizmu, ponieważ w procesie glikogenolizy uwalnia się czysta glukoza, która przechodzi do krwi i transport do wszystkich tkanek. Glikogen mięśniowy jest źródłem glukozy tylko dla danego mięśnia, bo w trakcie glikogenolizy powstaje glukoza 1fosforan, który nie może przechodzić do krwi, ulega izomeryzacji do glukozy 6fosforanu i wchodzi do procesu glikolizy. GLUKONEOGENAZA- enzymatyczny proces przekształcania niecukrowcowych prekursorów, np. aminokwasów, glicerolu czy mleczanu w glukozę. Resynteza glukozy następuje głównie w komórkach wątroby i w mniejszym stopniu w komórkach nerek, a głównym punktem wejścia substratów do tego szlaku jest pirogronian. Szybkość zachodzenia procesu jest zwiększana podczas wysiłku fizycznego i głodu. W wyniku glukoneogenezy wydzielają się duże ilości energii. Glukoneogenza nie jest odwróceniem procesów glikalizy. Trzy reakcje nieodwracalne w glikolizie fosfoenolopirogonianu+ADP pirogron+ATP fruktoza, 6P+ATP fruktoza 1,6di(P)+ADP, glukoza+ATP glukoza 6(P)+ADP.
Synteza GLUKOZY- zachodzi kosztem 6wiązań wysokoenergetycznych 2cz.Pirogronianu + 4ATP+ 2GTP+ NADH+ 2H2O glukoza+4ADP+2GTP+6Pi+2NAD(+). ROZPAD GLIKOGENU-odbywa się: 1)W trakcie wysiłku fizycznego, ulega rozpadowi glikogen mięśniowy. 2)W okresie głodu ulega rozpadowi glikogen wątrobowy. *Do rozpadu glikogenu potrzebny jest także enzym usuwający rozgałęzienia, transferaza przenosi grupę trzech reszt glukozy z jednego skrajnego rozgałęzienia na drugie. SYNTEZA GLIKOGENU-odbywa się w okresach po posiłkowych. Jest procesem anabolicznym wymagający dostarczenia energii z urydynotrójfosforanu. Synteza glikogenu mięśniowego zachodzi łatwiej w okresach po treningowych, ponieważ synteza glikogenowa jest aktywna 2h po treningu. Dostarczanie zawodnikowi węglowodanów z wysokim indeksem glikemicznym sprzyja odbudowie glikogenu mięśniowego. HETEROGENNA GRUPA ZWIĄZKÓW- Cechy: *względna nierozpuszczalność H20.*Dobra rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych. FUNCK BIOLOGICZNE-*kw.tłuszcz występują we krwi w postaci wolnej (nie zestryfikowane) związane z białkami osocza (alubinami).*Formą magazynowania kw.tłuszcz: TRIACYLOGLICEROLE(TG)-magazynowane w tk.tłuszcz w niewielkich ilościach występują we włóknach mięśniowych. *Lipoliza TRIACYLOGLICEROLI( rozkład TG)jest źródłem FFA (enzym:lipaza) * FFA dostarczają ATP w procesie zwanym utlenianiem kw.tłuszcz=BetaOksydacja (proces tlenowy zachodzący w mitochondriach. KWASY TŁUSZCZOWE *nasycone(endogenne) *nienasycone(egzogenne). Kwasy tłuszczowe pełnią istotną rolę biologiczną. W wyniku procesu β-oksydacji są rozkładane do reszt acetylowych związanych tioestrowo z koenzymem A. Powstały acetylokoenzym A ulega w cyklu Krebsa rozkładowi z utlenieniem do CO2 i wydzieleniem atomów wodoru, które są następnie utleniane do wody w łańcuchu oddechowym. Kwasy tłuszczowe są ważnym zapasowym materiałem energetycznym, przechowywanym w postaci trójglicerydów w tkance tłuszczowej. W wyniku utleniania kwasów tłuszczowych powstaje energia potrzebna do procesów życiowych. β-OKSYDACJ - szereg reakcji przekształcenia kwasów tłuszczowych w acetylokoenzym A (acetylo-CoA) w przypadku kwasów tłuszczowych o parzystej liczbie węgli oraz acetylo-CoA i propionylo-CoA, gdy liczba atomów węgla jest nieparzysta. FILAMENT AKTYNOWY - odpowiedzialne za ruch cytoplazmy, zmianę kształtu komórki i jej ruch pełzakowaty dzięki pseudopodiom (nibynóżkom) oraz endocytozę. Zbudowane sa ze splecionych łańcuchów aktyny (białko odpowiedzialne za skurcz mięśni). Zlokalizowane tuż pod błoną komórkową. SYSEM DOBUDOWY ATP(beztlenowy)-*system fosfagenowy- ATPADP+P+E, PC+ADPATP+C, ADP+ADPATP+AMP *System MLECZANOWY- glikogen(m)mleczan+2ATP. Te dwa systemy wykorzystują włókna szybko kurczliwe. SYSTEM TLENOWY-włókna wolno kurczliwe- dostarczają energii by odbudowało się ATP. Glikogen(m i w ) /glukoza krwi/wolne kw.tłuszcz. +O2CO2+H2O+ATP.