Enzymy: biokatalizatory, przyspieszają osiągnięcie równowagi reakcji, których zajście jest możliwe w z term

odynamicznego punktu widzenia; katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie

ich energii aktywacji; w większości białka; zawierają centrum aktywne enzymu(dodatkowo miejsce wiązania

części nie białkowej np. konfaktorów); aktywność enzymów uwarunkowana jest przez jego strukturę IV rzędową.

Apoenzym + Konfaktor = Holoenzym (złożony)Rodzaje enzymów:-oksydoreduktazy: przenoszenie elektronów,

np. dehydrogenaza alkoholowa;-transferazy: przenoszenie grup funkcyjnych(P i inne), np. kinaza fosforanowa;

-hydrolazy: rozpad przy pomocy wody(hydroliza), np. trypsyna;-liazy: reakcje rozpadu wiązań (C-C, C-O, C-N i inne)

np. dekarboksylaza pirogronianowa;-izomerazy: przenoszą grupę w obrębie cząsteczki, np. izomeraz malenianowa;

-ligazy: tworzenie wiązań sprzężonych z hydrolizą ATP (synteza), np. karboksylaza pirogranianowa.

Katalizatory: mają sprawność katalityczna(przyspieszają przebieg reakcji); swoistość(względem substratów lub reakcji)

; działają w odpowiednich warunkach temperatury, pH i ciśnienia parcjalnego substancji; regulacja aktywności zależnie

od czynników wewnętrznych i środowiskowych.Centrum aktywne enzymu: -niewielka część całkowitej objętości;

-struktura dominowa III rzędu obejmująca odległe sekwencje aminokwasów; -wiąże substrat po przez liczne

oddziaływanie niekowalencyjne jonowe, hydrofobowe, wodorowe Van der Wasala; -stanowi niszę, zagłębienie

w strukturze enzymuKonfaktory: -grupa prostetyczna: jon metalu, cząsteczki nieorganiczne kowalencyjnie,

na stałe związane z enzymami np. jony cynku, hem;-koenzym: nie białkowe cząsteczki organiczne związane tylko

na czas reakcji enzymatyczne np. koenzym NADH z reduktaza cytochromu B5Działanie enzymów:

-entalpijne(energetyczne): obniżenie energii aktywacji po przez zmiany mechanizmu reakcji(inne stany przejściowe

niż w reakcji niekatalizowanej); kataliza obejmuje tylko reakcje egzoergiczne; reakcje endoergiczne są sprzęgane z

rekcjami egzoergicznymi np. hydroliza ATP daje sumarycznie reakcje egzoergiczną.-entropijne(porządkowe):

uporządkowanie atomów; lokalne zagęszczenie substratów przez wiązanie w bliskim sąsiedztwie; odpowiednie

ustawienie substratów i grup katalitycznych względem siebie; związanie z substratem w konformacji ułatwiającej

odkształcenie wiązań np. ułatwienie zdarcia otoczki hydratacji Czynniki wpłwające na zmiany szybkości reakcji:

-zewnętrzne: temperatura, pH(optimum sprzyja), inhibitory(zmniejszają) Inhibitor: kontrolują aktywność enzymów

w organizmie: modulując ekspresje genów kodujących enzym, aktywując zymogenowy-enzym w postaci nieaktywnego

proenzymu, poprzez efektory allosteryczne, czy modyfikacje kowalencyjneInhibicja:-nieodwracalna: np. leki-bakterie

-odwracalna: I kompetycyjna: inhibitor zajmuje miejsce w centrum aktywnym i uniemożliwia przyłączenie substratu i

przeprowadzenie reakcji, występuje, gdy stężenie produktu jest za duże.II niekompetycyjna: inhibitor po przyłączeniu

zmienia strukturę enzymu modyfikując centrum aktywne, co uniemożliwia przyłączenie substratu, reakcja możliwa po

odblokowaniu inhibitora.III akompetycyjna: inhibitor przyłącza się w momencie, gdy substrat jest przyłączony do enzymu

i tworzy nieaktywny kompleks enzym-inhibitor-substrat. 1.Podział cukrów: aldozy- monosacharydy zawierające grupę

aldehydową, np.: aldehyd glicerynowy, ryboza, deoksyryboza, glukoza, galaktoza, mannoza. Aldozy mogą również

występować jako składniki oligosacharydów, polisacharydów, glikozydów i innych bardziej złożonych związków,

ketozy- cukry proste, w których cząsteczkach występuje grupa ketonowa. Są cukrami redukującymi., monosacharydy-

występuje od 3 do 7 atomów węgla, disacharydy-, oligosacharydy-do 10 monosacharydów, polisacharydy- występuje

minimum 11 atomów węgla, IG(indeks glikemiczny): określa o ile podniesie się poziom glukozy we krwi ponad poziom

podstawowy po przyjęciu pokarmu zawierającego 50g węglowodanów; produkty o wysokim IG to takie są szybko

trawione i wchłaniane, oraz wpływają gwałtownie na wzrost glukozy we krwi oraz wydzielanie insuliny; produkty o

niskim IG są wolno trawione i wchłaniane jest rozłożony w czasie (wpływają na stopniowy wzrost glukozy w krwi)

Poziom glukozy we krwi: regulują hormony insulina, glukagon, adrenalinaMetabolizm: ogół zachodzących w komórce

procesów, które umożliwiają wymianę materii i energii pomiędzy komórką, a środowiskiem. -anabolizm:

reakcje syntez związków prostych w złożone(wzrost, różnicowanie) wymagające dostarczenia energii(endoergiczne)

, np. biosyntezy, redukcja(pobieranie H⁺)-katabolizm: reakcje rozpadu związków złożonych na drobno cząsteczkowe,

uwalniają energie(egzoergiczne) np. utlenianie(oddawanie H⁺)Nośniki energii: ATP(adenozynotrójfosforan)

, PCr(fofokreatyna), FAD(dinukleotyd flaminoadeinowy[pochodna witaminy B₂-ryboflawiny], koenzym),

NAD⁺(dinukleotyd nikotynoamidoadeinowy[pochodne witaminy PP-niacyny], koenzym), GTP(guanocytotrójfosforan)

ATP(adenozynotrójfosforan): nukleotyd złożony z 3 części: zasady amonowej adeiny, monosacharydu rybozy(cukier

prosty) i 3x grupy kwasów ortofosforowego(V)[Pα, Pβ, Pγ]; powstaje przez połączenie fosforanu nieorganicznego do

ADP przy udziale energii(ADP + Pi + E ↔ ATP; E = 7,3 kcal reakcja odwracalna przez hydrolizę, co powoduje uwolnienie

energii); Mg ²⁺ stabilizuje cząsteczki P~P~P-Adeina/Ryboza(~ wiązanie wysoko energetyczne bezwodnikowi,

- wiązanie estrowe, /wiązanie N-glikozydowe); bierze udział w biosyntezie kwasów tłuszczowych; reagując z aktyną

i miozyną powodując skurcz mięśni.Budowa: ATP uniwersalny nośnik energii w komórce powstaje w wyniku:– fosforylacji

substratowej (warunki beztlenowe – często w mięśniu i zawsze w erytrocycie)– fosforylacji oksydacyjnej (warunki tlenowe)

Cykl KREBSAcykl kwasu cytrynowego a)Centralny szlak metaboliczny w którym zbiegają się drogi procesów utleniania

podstawowych substratów pokarmowych: cukrów (glukozy), kwasów tłuszczowych i aminokwasów po deaminacji

b)Produktem glikolizy tlenowej i \beta-oksydacji jest acetylo-CoA i staje się substratem cyklu Krebsa -Cały proces ma

miejsce w matriks mitochondriumC^-^3H_3-C^+^2(=O)~SCoA → C^+^4O_2 + H_2O + NADH, FADH_2 c)jest

końcowych etapem utleniania węglowodanów, kwasów tłuszczowych i aminokwasów prowadzącym do całkowitego

utleniania tych związków do CO_2 d)dostarcza elektronów z utlenianych substancji do łańcucha oddechowego, gdzie

powstaje drugi produkt kompletnego rozkładu związków organicznych do H_2O Podsumowanie cyklu KREBSA)

przebieg: acetylo CoA → 2CO_2 (oraz 3NADH i 1 FADH_2) +GTP f)Miejsce: mitochondrium (matriks))Zysk

energetyczny 1GTP (2GTP na 1 glukozę, bo dwa CoA równoważniki redukcyjne: 3 NADH oraz 1 FADH_2 (6NADH

oraz 2FADH_2 na 1 glukozę)Fosforylacja: reakcja przyłączania reszty fosforowej(synteza ATP, wymaga dostarczenia

przez synteza ATP z cytoplazmy do wnętrza mitochodrium 4H⁺; resynteza)-substratowa: wymaga substratu o wysokim

potencjale energetycznym, bez O_2, intensywny wysiłek, krótki;-oksydacyjna: wymaga O₂ do uzyskanie energii z łańcucha

oddechowego, wysiłek o niskiej intensywności długi Hydroliza ATP: rozpad wiązań wysoko energetycznych bezwodnikowych;

ATP + H₂O ↔ ADP + Pi + H⁺ + E lub ATP + H₂O ↔ AMP + PPi + H⁺ + E -E(energia): do transportu aktywnego, pracy mięśni

, tworzenia błony komórkowej, procesów naprawczych, biosyntezy, ciepło, po. PCr(fofokreatyna): w mięśniach dodatkowy

nośnik energii prócz ATP, stężenie PCr kilkukrotnie przewyższa stężenie ATP; główna funkcja to odbudowa ATP

CPr + ADP ↔ ATP + Cr (→cytoplazma, ←mitochondria) Substraty energetyczne do resyntezy w mięśniach szkieletowych:

-warunki anaerobowe: PCr, glikogen w mięśniach i krwi-warunki tlenowe aerobowe: glikogen w krwi, kwasy tłuszczowe

, aminokwasy Utlenianie biologiczne: utlenianie związków organicznych(cukry, tłuszcze, białka) do CO₂ i H₂O i E

(magazynowana w postaci ATP), przebiega stopniowo: -I etap: rozbicie dużych cząsteczek pożywienia na prostsze jednostk

i monomeryczne, białka hydrolizowane na aminokwasy, polisacharydy do cukrów prostych, tłuszcze są rozkładane do

glicerolu i kwasów tłuszczowych(trawienie pokarmowe); w tej fazie energia nie zostaje uwolniona.-II etap: rozbicie prostych

wielowęglowych jednostek monomerycznych na acetylo-CoA (acetylo-koenzym A) z jednoczesnym wytworzeniem

niewielkich ilości NADH i ATP(fosforylacja substratowi: glikoliza/betaoksydacja); pozyskanie E=10% procesu.

-III etap: całkowite utlenienie w mitochondriach acetylo-CoA do CO₂ i H₂O z jednoczesnym wytworzeniem dużych

ilości NADH, FADH₂ i ATP(fosforyzacja oksydacyjna: cykl krebsa, synteza ATP); pozyskanie E=90% procesu.

Glukoneogeneza: proces anaboliczny, resynteza glukozy z substratów nie węglowodanowych, albuminy, glicerolu,

kwasów mlekowego; przebiega w mitochondrium mięśni i cytoplazmie wątroby; wymaga 6x wysokoenergetycznych

wiązań; przebiega przy dużym stężeniu ATP w komórkach, po wysiłku i przy niedoborze glukozy w organizmie(wynika

z głodzenia lub raku węglowodanów w diecie)Glikogen: polisacharyd zbudowany z glukozy gromadzony w wątrobie

i w tkance mięśniowej.Synteza/rozkład glikogenu:-mięśnie: po każdym treningu, dostarczenie węglowodanów o

wysokim IG/wysiłek-wątroba: gdy stężenie glukozy we krwi nie przekracza górnej granicy normy/głodzenie, niedobór

węglowodanów w diecie Synteza ATP a)synteza 1 cząsteczki ATP wymaga transportu 4 protonów z cytoplazmy do

wnętrza mitochondriom b)Odpowiedzialna za transport protonów (H^+) jest syntetaza ATP c)W efekcie ADP +Pi → ATP

Są tylko dwie dehydrogenazy które dają elektrony na II kompleks : bursztynianowa i Acetylo-Co-Łańcuch oddechowy

Utlenianie węgla i wodoru w związkach organicznych prowadzi do powstania CO_2 i H_2O (CO_2 powstaje w cyklu

Krebsa) -W cyklu Krebsa tworzą się NADH i FADH_2 – nośniki elektronów o wysokim potencjale przenoszenia

, które stają się substratami łańcucha oddechowego -W łańcuchu oddechowym elektrony z NADH i FADH_2 zostają

przeniesione na tlenowym Tlen ulega redukcji i łączy się z jonami wodoru tworząc wodę metaboliczną –Zlokalizowany

jest w wewnętrznej błonie mitochondrialnej Składa się on z czterech dużych kompleksów białkowych (oznaczonych

rzymskimi cyframi I-IV) oraz dwóch małych cząsteczek będących łącznikami pomiędzy tymi kompleksami

– ubichinionu (UQ) – cykliczny związek oraz cytochromu C (posiada jako hem – czyli protoporfirynę IX z Fe^2^+

LIPOLIZA- hydroliza wiązania estrowego i rozkłada TAG do glicerolu i kwasów tłuszczowych - katalizowana w

adipocytach przez lipazę wrażliwa na hormony (adrenalina, noradrenalina, glukagon) - lipaza jest regulowana przez

interkonwersję (transdukcja sygnałów), która polega na aktywacji lub inaktywacji pewnych białek przez reakcje

fosforylacji i de fosforylacji Lipoliza (lipaza wewnątrzkomórkowa) Otrzymujemy FFA i glicerolu

Z FFA:- aktywacja FFA - transport do mit -\beta-oksydacja -cylk Krebsa -fosforylacja oksydacyjna

z glicerolu -przekształcenie do fosfodihydroksyacetonu –glikoliza -cylk Krebsa -Fosforylacja oksydacyjna

Beta-oksydacja kwasów tłuszczowych: - jest to rozkład kwasów tłuszczowych (pochodzących z tłuszczy)

- jest cykliczny proces w którym w każdym „obiegu” skracany jest łańcuch kwasu tłuszczowego o 2 atomy węgla

- cały cykl aktywowany jest przez przyłączenie CoA oraz związany z hydrolizą ATP do AMP powstaje acylo-CoA

-Celem \beta-oksydacji jest częściowy rozpad kwasów tłuszczowych do reszty kwasu octowego – powstaje acetylo–CoA

, wchodzący następnie w cykl Krebsa

Systemy energetyczneI system energetyczny składa się z ATP i Cpr. ATP stanowi bezpośrednie natychmiastowe źródło energii ale jest

ono ograniczone ilościowo.Fosfokreatyna (PCr) ulega szybkiemu rozkładowi, lecz powstała na tej drodze energia nie może być

bezpośrednio zużyta do skurczu mięśnia, tylko do odbudowy ATP na drodze reakcji kreatynowej PC- jest również buforemPCr + ADP +

H⁺ = ATP + CrNiestety ilość Pcr w mięśniach jest ograniczona i wystarczają na odbudowę ATP w ciągu następnych 5-10s wysiłku.

Chociaż wszystkie mięśnie mają pierwszy system energetyczny ATP-CP, to jednak zdolność do jego szybkiego wykorzystania posiadają

głównie włókna mięśniowe szybko-kurczliwe (FT). System ATP-CP jest zdolny do szybkiej produkcji energii, nie potrzebuje tlenu do

funkcjonowania i dlatego nazywa się beztlenowym źródłem energii.II system z ADP wykorzystuje reakcję tworzenia ATP z 2 ADP.ADP

+ ADP = ATP + AMPWarunkiem jest nagromadzenie ADP i stres energetyczny. III system energetyczny funkcjonuje w przede wszystkim

we włóknach szybko-kurczliwych (FT). Wykorzystuje on węglowodany jako źródło energetyczne, głównie glikogen mięśniowy, który ulega

degradacji na drodze glikolizy beztlenowej. Poprzez łańcuch 10 reakcji enzymatycznej przebiegających w komórkach mięśniowych

produkowane są 2 ATP oraz mleczan. Białka (MCD? MCT?) we włóknach szybko-kurczliwych (FT) transportują mleczan do krwi a w

wolnokurczliwych (ST) odwrotnie. Niestety nadmiar kwasu mlekowego prowadzi do narastania procesów zmęczenia w obrębie komórek

mięśniowych, ograniczając ich wydajność podczas wysiłku. Dlatego też mleczanowy system energetyczny jest zdolny do szybkiego

wytwarzania energii, lecz jest niewystarczający do przedłużającego się wysiłku. Glikogen mięśniowy → (glukozo-6-fosforan) + ADP +

Pi = kwas mlekowy + ATP System działa bardzo szybko. IV system – powyżej 45s wysiłku. System tlenowy.System energetyczny

funkcjonuje głównie we włóknach mięśniowych (ST) i wymaga dostarczania odpowiedniej ilości tlenu do komórek mięśni w celu uwolnienia

energii z substratów energetycznych, jakimi są węglowodany i tłuszcze. System ten nie może wytwarzać ADP tak szybko jak systemy

anaerobowe, ale może produkować dużo większe ilości ATP w wolniejszym tempie uzależnionym od dostępu odpowiednich substratów

energetycznych. Przedłużanie pracy poza granice 40-60 sekund powoduje, iż włączają się do resyntezy ATP procesy tlenowe. Procesy

tlenowe mogą być długotrwałe ponieważ zależą tylko od ilości substratów energetycznych zużywanych w procesie i z tlenu [glukoza

, WKT, kw. Mlekowy]. Substancji tych zaczyna brakować dopiero po długotrwałym wysiłku. Istotną rolę stanowi stosowanie odpowiedniej diety.