Przemiana materii i

energii w mięśniach

• całokształt reakcji biochemicznych

zachodzących w komórkach
organizmu, związany z przepływem
materii, energii i informacji,
zapewniający organizmowi wzrost,
ruch, rozmnażanie, wrażliwość i
pobudliwość.

Dwa kierunki przemian

metabolicznych

METABOLIZM

Anabolizm (asymilacja

Przyswajanie)

Katabolizm (dysymilacja,

rozkład )

Anabolizm

• obejmuje reakcje syntezy (biosyntezy)

związków organicznych (złożonych) ze
związków prostych (substraty).
Reakcje te wymagają dostarczenia
energii, w wyniku czego w produktach
gromadzi się więcej energii niż jest
zawarte w substratach. Do
podstawowych reakcji anabolicznych
zalicza się biosyntezę białek,
tłuszczów i cukrów.

Katabolizm

• obejmuje reakcje rozkładu

złożonych związków organicznych
na produkty proste. Wyzwolona z
tych związków energia jest
kumulowana w postaci ATP.
Przykładem typowej reakcji
katabolicznej jest oddychanie
wewnątrzkomórkowe, czyli
utlenienie biologiczne glukozy

• Anabolizm (asymilacja) i katabolizm

(dysymilacja) przebiegają w organizmie

równocześnie i wzajemnie są od siebie uzależnione.

-Procesy kataboliczne to reakcje egzoergiczne

(wyzwalają energię), a procesy anaboliczne to reakcje

endoergiczne (pochłaniają energię). Wszystkie

procesy metaboliczne przebiegają z udziałem

enzymów i skłądników pokarmowych regulujących

(biopierwiastki, witaminy), które pełnią funkcje

biokatalizatorów (wpływają na tempo reakcji

biochemicznych).

-W organizmach młodych, rozwijających się, procesy

anaboliczne (asymilacji, A) przewyższają procesy

dysymilacji, D (katabolizmu): A>D.

Adenozynotrójfosforan –

najważniejszy przenośnik

energii

• Ogromną rolę w przemianie materii pełni

ATP

• związek zbudowany z adeniny (A), rybozy ®

i 3 reszt kwasu fosforowego (P); zawiera
dwa wiązania wysokoenergetyczne;

• stale odnawiany w procesie oddychania

wewnątrzkomórkowego.

• Synteza ATP odbywa się głównie w

mitochondriach w wyniku fosforylacji,
polegającej na przyłączaniu przez ADP

Adenozynodifosforowy

kwas

• ATP jest aktywnym czynnikiem

fosforylującym - łatwo odszczepia jedną
resztę kwasu ortofosforowego(V)
przekształcając się w

ADP

.

• składa się z

adeniny

,

rybozy

i dwóch reszt

kwasu ortofosforowego(V)

.

• substrat -----> ATP ---> ADP -----> produkt

energia

• Następnie ADP ulega przemianie w ATP

podczas fosforylacji

.

Fosforylacja substratowa

• Fosforylacja, reakcja chemiczna zachodząca w

organizmach żywych przy udziale

enzymów

zwanych kinazami, prowadząca do wytworzenia

związku wysokoenergetycznego -

ATP

z

ADP

i reszty

ortofosforanowej(V), będącego bezpośrednim

źródłem energii we wszystkich procesach

endoergicznych.

• Następuje przyłączenie reszty kwasu

ortofosforowego do związków chemicznych

połączona ze zmianąstopnia utlenienia atomu, do

którego ta grupa bezpośrednio się przyłącza

• Związki, którym dostarczone zostają reszty

fosforanowe, uzyskują wyższy poziom energetyczny.

• Ze względu na przeważający

charakter włókien mięśniowych
w danym mięśniu poprzecznie
prążkowanym (szkieletowym),
wyróżniamy mięśnie:

Mięśnie białe (szybkie)

• posiadają większą ilość włókienek

kurczliwych (

aktyna

,

miozyna

) oraz większą

ilość zgromadzonego

glikogenu

i enzymów

niezbędnych do uwalniania energii w

warunkach beztlenowych (

glikogenoliza

),

przy niskiej zawartości

mioglobiny

(różowego

barwnika oddechowego, stąd też ich

jaśniejszy kolor).

• Ten typ mięśni kurczy się szybciej i silniej,

lecz szybko traci rezerwy energetyczne i

ulega zmęczeniu. Przy krótkotrwałych

wysiłkach o dużym nasileniu organizm

“używa” tych właśnie mięśni.

Mięśnie czerwone

• Mięśnie zawierające włókna

czerwone (zawierające duże ilości
mioglobiny i dlatego pobierające
energię z procesów tlenowych tj. np.

cyklu Krebsa

) stanowią większość w

organizmie człowieka i są używane
podczas dłudotrwłych wysiłków w
umiarkowanym nasileniu.

Glikoliza

• (szlak Embdena – Meyerhofa-Parnasa)

• - proces

enzymatycznego

rozkładu cukrów do

kwasu pirogronowego

, którego celem jest

pozyskanie energii pod postacią

NADH

i

adenozyno-5'-trifosforanu

. Substratami dla

procesu mogą być:

glukoza

,

fruktoza

,

mannoza

,

galaktoza

i

glicerol

. Proces glikolizy może

zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i

beztlenowych, proces przemiany - dostarczający

energii w postaci ATP. Produktem końcowym

tego procesu jest kwas mlekowy. Jest to

skomplikowany proces chemiczny w którym

uczestniczy 11 enzymów.

• W pierwszym etapie następuje fosforylacja

(kosztem

ATP

) różnych sacharydów

• W drugim etapie zachodzą

reakcje

oksydo-redukcyjne

(z udziałem NAD)

dostarczające energii, która jest częściowo
magazynowana w cząsteczkach powstającego
ATP oraz następuje wytworzenie kwasu
pirogronowego.

• W warunkach beztlenowych, np. podczas

pracy mięśni, gdy następuje spadek stężenia
tlenu w tkankach, zachodzi trzeci etap
glikolizy: kwas pirogronowy ulega

redukcji

(przy udziale NADH) do

kwasu mlekowego

.

NADH utleniony ponownie do NAD+ może
ponownie brać udział w przemianie.

Cykl Corich

• cykl Corich, cykl

→ kwasu mlekowego

,

przemiany mleczanu podczas intensywnego

wysiłku fizycznego: pirogronian wytwarzany

w mięśniach podczas → glikolizy zostaje

przekształcony w mleczan, który dyfunduje

do krwi i jest przez nią transportowany do

wątroby, gdzie w procesie →

glukoneogenezy ulega przekształceniu w

glukozę, roznoszoną następnie przez krew

do mięśni i innych tkanek; c. C. przesuwa

część obciążenia metabolicznego z

pracujących mięśni do wątroby.

Cykl Corich

Cykl krebsa

• Wspólny szlak utleniania cząsteczek

będących źródłem energii dla
organizmu takich białka ,kwasy
tłuszczowe,węglowodany

• Funkcje :
• Dostarczanie energii w postaci GTP
• Dostarczanie ważnych prekursorów

do syntezy innych cząsteczek

Cykl Krebsa

• Cykl kwasu cytrynowego, to cykliczny szereg reakcji

biochemicznych

. Stanowi końcowy etap

metabolizmu

aerobów

, czyli organizmów oddychających

tlenem

.

zachodzi następująco: acetylo-CoA łączy się z kwasem

szczawiooctanowym, z czego powstaje kwas cytrynowy

oraz wolny koenzym A (CoA). Kwas cytrynowy w wyniku

reakcji kondensacji zostaje przekształcony w kwas

izocytrynowy, a ten w wyniku odwodorowania i

dekarboksylacji w alfa-ketoglutaran, który po kolejnej

dekarboksylacji i odwodornieniu daje bursztynylo-CoA.

Bursztynylo-CoA przekształca się w bursztynian a reakcji

tej towarzyszy fosforylacja substratowa (GDP›GTP lub

ADP›ATP) i wydzielenie wolnego CoA. Bursztynian

przechodzi dalej w fumaran, co związane jest z

redukcjaFAD do FADH2. Następnie w reakcji hydratacji

(przyłączania wody) powstaje jabłczan, który oddając

wodór przekształca się w szczawiooctan zamykający cykl.

Cykl Krebsa