1. ANABOLIZM AMINOKWASOW

Anabolizm - reakcje syntezy zw złożonych z prostych np. białek z aminokwasów . Warunkiem przebiegu tych reakcji jest stałe pochłanianie energii gdyż związki o małych zasobach energetycznych przekształcone są w związki bogatsze w energie.

W syntezie aminokwasów podstawowa role odgrywa aminacja 9 przyłączenie grupy aminowej) z amonem do kwasu - ketoglutanowego przy czym powstaje kwas glutamina . Inne aminokwasy powstają z odpowiednich ketokwasow na które przenoszona jest grupa aminowa z kwasu glutanowego . Każda synteza poszczególnych aminokwasów jest katalizowana przez swoisty enzym np. lizyna przez acetyloketoenzym A

Ketokwas + NH₃ + H₂ → odpowiedni aminokwas

• Organizm ludzki może syntetyzować tylko cześć aminokwasów - EBDOGENNE

• Te aminokwasy których organizm nie potrafi syntetyzować musza być pobrane z pokarmem - EGZOGENNE

• Biosynteza aminokwasów w organizmie ludzkim odbywa się przy udziale glutaminianu

• Potrzebna są tez ketokwasy

• Synteza aminokwasu polega na przeniesieniu reszty aminowej z glutaminianu na ketokwas

• Jest to tzw reakcja transaminacji katalizowana przez enzym aminotransferaze

• Aminokwasy są używane do syntezy białek w procesie translacji

2. ANABOLIZM BIALEK

Organizmy roślinne syntetyzują białka ustrojowe z pewnych metabolitów bezazotowych wytwarzanych obficie w toku.

• Glikolizy

• Cyklu kwasu cytrynowego

• Cyklu calwina

• Oraz z mineralnych związków azotu pobieranych poprzez korzenie z gleby a zwłaszcza z jonów - NO₃^- , NH₄⁺

Główne etapy biosyntezy białka z nieorganicznych form azotu w komórkach roślinnych

1.Redukcja azosanow

przebiega stopniowo w kilku etapach przy udziale enzymow z grup oksydoreduktaz , zawierających takie mikroelementy jak , molibden , miedz , mangan , żelazo . Czynnik redukujący azotany , tzn wodór pochodzi z procesów oddechowych lub fosfosyntetycznych

• W korzeniach oraz innych zielonych częściach roślin źródłem wodoru są procesy oddechowe , polegające na odłączeniu wodoru od substratu i przenoszenia go przez łańcuch oddechowy na tlen atmosferyczny. W przypadku redukcji azotanów następuje odchylenia w transporcie wodoru ;p zamiast na tlen , wodór zostaje skierowany na azotany i je redukuje

• W liściach i innych zielonych tkankach źródłem wodoru na świetle jest proces fosforyzacji fotosyntetycznej niecyklicznej , który polega na rozszczepieniu wody przy udziale energii świetlnej . W przypadku redukcji azotanów wodór zamiast do redukcji kwasu 3- fosfoglicerynowego zostaje wykorzystany do redukcji azotanów

2.Redukcyjne aminowanie ketokwasow

Jest to podstawowa reakcja biosyntezy aminokwasów , polega na przyłączaniu amoniaku do ketokwasow tj do kwasów organicznych , mających grupę ketonową .

Zasadnicza role u roślin wyższych odgrywa kwas - ketoglutarowy przechodzący wskutek redukcyjnego mianowania w kwas glutaminowy :

Możliwe są również , choć nie maja tak doniosłego znaczenia , inne reakcje aminowania:

Kwas szczwiooctowy → kwas asparaniowy,

Kwas pirogronowy→ alanina

3 . Transaminacja

Transaminacja polega na przenoszeniu grupy aminowej z aminokwasu na ketokwas . Odgrywa duża role w syntezie aminokwasów , gdyż amoniak wiązany jest przede wszystkim przez kwas - ketoglutarowy , co doprowadza do wytworzenia jedynie kwasu glutaminowego. Pozostałe aminokwasy powstają drogą transaminacji z kwasu glutaminowego i roznych ketokwasow.

Kwas glutaminowy spełnia wiec centralna rolę w syntezie aminokwasów ; jest on pierwotnym produktem redukcyjnego aminowania a ponadto ma zdolność przerzucania swej grupy aminowej na inne ketokwasy. Wytworzone wskutek tego procesu nowe aminokwasy mogą z kolei przerzucać swe grupy aminowe na inne ketokwasy , co w konsekwencji daje organizmowi cala potrzebna pule aminokwasów

3.ANABOLIZM NEREK

Nerki to parzyste narządy zbudowane z 2 części: rdzeniowej i korowej . Podstawowym elementem funkcjonalnym nerki jest nefron . Role nefronów jest wytwarzanie moczu . Mocz powstaje w 3 etapach

1. FILTRACJA - odbywa się w ciałku nerkowym . Z krwi odfiltrowywane są substancje proste np. aminokwasy , witaminy , glukoza , woda , oraz zbędne lub szkodliwe produkty przemiany materii , a przesącz ten nazywa się moczem pierwotnym ( nie zawiera krwinek i białek osocza)

1. RESORPCJA - czyli zachodzące w kanaliku nerkowych wchłanianie zwrotne substancji potrzebnych organizmowi np. woda przez bierną dyfuzję glukozy i aminokwasów . W wyniku transportu czynnego ten typ resorpcji obowiązkowej zachodzi w kanalikach krętych bliższych , natomiast w kan dalszym zachodzi tzw, resorpcja nadobowiązkowa , która dotyczy zwrotnego wchłaniania wody oraz soli min w zależności od potrzeb organizmu

1. Zagęszczanie szkodliwych produktów przemiany materii przez odprowadzenie większości wody oraz jonów sodu Na⁺ co odbywa się w pętli nefronu . W wyniku tych procesów powstaje mocz ostateczny który spływa do miedniczek nerkowych a stąd do moczowodu.

4 . ANABOLIZM TLUSZCZOW

Synteza kwasów tłuszczowych polega na kolejno zachodzącym łączeniu cząsteczek dwuweglowych , acetylukoenzymu A. , pośredniego metabolizmu w procesach oddechowych. Dwie cząsteczki tego związku łącza się na związek czeteroweglowy podlegając redukcji. Z kolei przyłącza się nowa cząsteczka acetylukoenzymu A , ponownie zachodzi redukcja. W ten sposób łańcuch stopniowo zwiększa się w każdym etapie o 2 węgle, aż wreszcie powstanie łańcuch kwasu tłuszczowego składający się z kilkunastu węgli.

Drugi składnik tłuszczów - glicerol powstaje przez redukcje fosfodwu hydroksycetonu . w końcowym etapie syntezy glicerol jest przy udziale enzymów estryfikowany przez kwas tłuszczowy lub kwas fosforowy tworząc glicerydy lub fosforydy.

1. Tworzenie tłuszczów oparte jest na reakcji estryfikacji glicerolu aktywowanym resztami kwasowymi

1. Sam glicerol niechętnie reaguje z kwasami tłuszczowymi , dlatego aktywizuje się go przez dołączenie reszty fosforanowej z ATP . Powstaje wtedy 3 - fosfoglicerol - związek ten powstaje w wątrobie.

1. Do utworzenia kwasów tłuszczowych wykorzystuje się m.in. acetylo - koenzym A

1. Najpierw dwie cząsteczki kwasów tłuszczowych estryfikują dwie grupy hydroksylowe (OH) glicerolu. Potem następuje oderwanie reszty fosforanowej od glicerolu i przyłączenie trzeciej cząsteczki kw tłuszczowego.

5.. ANABOLIZM WEGLOWODANOW

Tworzenie cukrów prostych odbywa się w procesie fotosyntezy przeprowadzanym przez rośliny. Fot zachodzi w org komórkowych zwanych chloroplastami. Najprościej wiec biorąc proces ten polega na wykorzystaniu wody i dwutlenku węgla w obecności światła słonecznego które dostarcza energii. Do zachodzenia fotosyntezy niezbędne są tez barwniki: chlorofil a , b , karoten , ksantofil . Fotosynteza dostarcza produktu w postaci cukru prostego. Produktem ubocznym jest tlen.

CO₂ + H₂O → glukoza + O₂ .

Jak wiadomo są tez cukry złożone np. skrobia , glikogen .

• Synteza glikogenu = glikogeneza - odbywa się przez łączenie ze sobą wielu cząsteczek glukozy i tworzenie łańcucha glikogenu. Jest to materiał zapasowy.

Najprostszy cukier ( aldehyd fosfoglicerynowy0 jest to cukier trojweglowy czyli trioza. Poprzez kolejno zachodzące reakcje kondensacji łańcuchów węglowych i ich rozbijanie powstają cukry czteroweglowe , pieciowegowe , szescioweglowe. Cukry te mogą być pobierane przez organizm już w takiej postaci. Oligosacharydy jak np. sacharoza powstaje poprzez łączenie glukozy z fruktozą przy udziale specjalnego enzymu na cząsteczkę sacharozy . . Skrobia i glikogen powstają przez łączenie nowych cząsteczek jednocukru przy udziale związku wysokoenergetycznego urydyno- fosforanu - D- glukozy (UDP)

6. BIOCHEMIA

Jest jedna z dziedzin nauki o życiu. Opiera się na badaniu zjawisk życiowych metodami chemicznymi, bada skład chemiczny organizmów żywych oraz zachodzące w nich procesy metaboliczne . Zajmuje się najrozmaitszymi zagadnieniami , dlatego jej czynniki znalazły zastosowanie w wielu naukach pokrewnych.Nauka ta zajmuje się:

• Badaniem molekularnych podstaw życia

• Chemicznymi składnikami komórek i ich przemianami materiałowymi i energetycznymi czyli metabolizmem i regulacja tych przemian

• Badaniem struktury i funkcji biocząsteczek

• Uzyskiwaniem energii , jej przetwarzaniem , magazynowaniem

• Biosyntezą prekursorów makrocząsteczek

• Przechowywaniem ,przekazywaniem i ekspresją informacji genetycznej

Biochemia powstała w 1828 zapoczątkowana została przez Wohlera.

7. BIOCHENIA KRWII

Krew to swoista forma tkanki łącznej , bo płynną konsystencje

Funkcje

• umożliwia ominięcie ograniczeń wynikających z reguł dyfuzji prostej

• dostarcza z układu oddechowego wszystkim komórkom ciała tlen

• zaopatruje wszystkie komórki w materiały budulcowe i energetyczne

• usuwa zbędne i szkodliwe produkty metabolizmu gł CO₂ i związki azotu

• posiada w utrzymaniu stałej temp ciała

• pozwala na utrzymanie swoistości biochemicznej czyli uczestniczy w procesach immunologicznych

• tworzy płynne wewnętrzne środowisko organizmu ( pomaga w utrzymaniu chomeostazy)

• rozprowadza w organizmie hormony

Skład

1. OSOCZE - to lekko żółta ciecz stanowi 55% zawiera - 90% woda + 9% zw organiczne ( białka , glukoza , kwas mlekowy , cholesterol , mocznik , kwas moczowy , kwas tłuszczowy) + zw mineralne ( jony Na⁺ , K⁺ , Ca²⁺ , Mg²⁺ , Fe²⁺ .)

1. ELEMENTY MORFOTYCZNE

• Erytrocyty - krwinki czerwone zawierają hemoglobinę ,transportują tlen i częściowo CO₂ . Hemoglobina w zetknięciu z tlenem ulega utlenianiu , nie zaś utlenieniu ,ponieważ żelazo nie zmienia swojej wartościowości i tlen nie wchodzi w trwały związek z hemoglobiną . dostarczają tlen z płuc do tkanek , transportują CO₂ , warunkują grupę krwi

• Leukocyty - krwinki białe dzielimy je na agranulocyty i granulocyty. Podstawowa funkcja jest uczestniczenie w procesach odpornościowych ustroju .

• Trombocyty - płytki krwi , główną ich rolą jest udział w krzepnięciu krwi.

8. BIOCHEMIA WATROBY

Wątroba jest największym z gruczołów ustrojowych , spełniającym funkcje wydzielnicze , metaboliczne i krążeniowe. Jako produkt żółci bierze udział w trawieniu. Dzięki zawartym w tym soku kwasom żółciowym zachodzi proces emulgacji tłuszczów , przez co zwiększa się powierzchnia oddziaływania enzymów - lipazy jelitowej

Funkcje wątroby

• chroni inne komórki org przed zatruciem , zobojętniając pewne szkodliwe substancje

• stanowi magazyn i przetwórnie węglowodanów , białek i tłuszczy

• ważna funkcja w metabolizmie hemoglobiny

• magazynuje niektóre witaminy

• produkuje substancje niezbędne do krzepnięcia krwi

• przetwarza niektóre szkodliwe substancje powstające w innych komórkach w czasie ich metabolizmu na mniej szkodliwe i bardziej rozpuszczalne dzięki czemu mogą być wydalane przez nerki

• w wątrobie odbywa się przemiana aminokwasów na glukozę i mocznik , który zostaje wydalony przez nerki jako odpadkowy produkt przemiany , glukoza zostaje wykorzystana do syntezy glikozy. W wątrobie jest wytwarzana albumina krwi.

Funkcje wątroby w magazynowaniu węglowodanów

Po zjedzeniu stwierdzono ze więcej glukozy wchodzi do wątroby niż ja opuszcza a w wątrobie zwiększa się zawartość glikogenu. Po upływie pewnego czasu od spożycia wątroba rozkłada glikogen na glukozę , wtedy większe stężenie glukozy jest we krwi wychodzącej z wątroby przekształca glikogen na glukozę utrzymując stały poziom glukozy we krwi.

9. CHEMIZM MIESNI

Tkanka mięśniowa zawiera elementy kurczliwe tzn . miofibryle które składają się z włókien tzw filamentow. Wyróżniamy 2 rodzaje filamentow : grube i cienkie. Podczas skurczu mięśnia filamenty cienkie wsuwają się teleskopowo miedzy filamenty grube. Proces ten wymaga ATP jako defonatora energii oraz aktywności układu enzymatycznego zwanego ATP - azą aktiomiozową. Poza ATP istotnymi czynnikami w procesie skurczu mięśnia są jony wapnia , oraz układ białek rozkurczonych: tropomiazyna , troponina . Proces skurczowo -rozkurczowy ma charakter cykliczny. Bodziec nerwowy pobudzający skurcz mięśnia powoduje zmiany w potencjonale błony retikulum , przejście z niego jonów CO do białek rozkurczonych. Następuje aktywacja ATP-azy aktiomiozynowej i skurcz mięśnia . Po ustaniu działania bodźca rozpoczyna się odbieranie wapnia z tropiny przez pompę wapniową retikulum co stwarza blokujące czynności ATP - azy i rozkurcz mięśnia.

10. ENZYMY JAKO KATALIZATORY

Enzymy to ; substancje bialkowe , biokatalizatory - przyśpieszające reakcje biochemiczne nie zmieniają się i nie zużywają , obniżają energie aktywacji

Enzym = cześć białkowa ( apoenzym - decyduje o specyficzności substratowej działania enzymu) + cześć niebiałkowa (koenzym - nietrwale związany z apoenzymem -określa typ katalizowanego procesu ,,, oraz Grupa prostetyczna - trwale związana z apoenzymem )

Rodzaje enzymów

• Endogenne - produkowane wewnątrz komórek, rozwijają aktywność wewnątrz tych komórek np., enzymy lizosomalne,

• Egzogenne - produkowane wewnątrz komórek, działają poza komórką np. enzymy trawienne

Etapy katalizy enzymatycznej

E +S → E S → E + P- produkt

Kompleks enzym substrat

Za powstanie kompleksu „ enzym substrat „ odpowiada tzw centrum aktywne specyficzne miejsce na powierzchni białka , złożone z aminokwasów , zawierających duża liczbę wolnych grup funkcyjnych

Centrum allosteryczne - miejsce w apoenzymie , do którego przyłączają się efektory , czyli drobnoczasteczkowe związki wpływające na aktywność enzymu

Powstawanie kompleksu „ enzym substrat”

Enzymy są syntetyzowane jako formy nieaktywne , tzw proenzymy czyli zymogeny

Izoenzymy - enzymy katalizujace te sama reakcje , a rozniace się odmienna struktura pierwotną - wystepuja u tego samego osobnika , lecz w roznych narzadach;

Właściwości enzymow

Nie zuzywaja się w czasie reakcji , wykazuja dużą aktywność - minimalna ilość enzymu potrafi skatalizowac dużą ilość substratu , wrażliwe na działanie temp , dużą swoistość - działają na ściśle określone substraty , działanie w określonych warunkach ph

Czynniki wpływające na szybkość działania enzymow

Temperatura , ph środowiska - silne kwasy i zasady inaktywują enzymy , stężenie produktów i substratów , obecność trucizn , obecność inhibitorów - związki hamujące aktywność

• Hamowanie

1 . nieodwracalne - inhibitor łączy się kowalencyjnie z enzymem tworząc trwały kompleks „ enzym -inhibitor”

2.odwracalne

• kompetencyjne - inhibitor o strukturze przestrzennej zbliżonej do substratu wiąże się w centrum aktywnym enzymu umożliwiając wiązanie substratu

• niekompetencyjne - inhibitor wpływa na centrum aktywne enzymu , tak , ze substrat jest wiązany , ale dalsza reakcja ulega zahamowaniu

Klasy enzymow

1. oksydoreduktazy - Katalizują reakcje utleniania i redukcji

1. Transferazy - katalizują reakcje przenoszenia grup chemicznych lub atomów pomiędzy związkami

1. Hydrolazy - katalizują rozpad wiązań z udziałem cząsteczek wody

1. Liazy - katalizują rozpad wiązań bez udziału cząsteczek wody( odszczepienia grup chemicznych powstanie wiązań wielokrotnych

1. Izomerazy - katalizują reakcje izomeryzacji , przebudowywuja strukturę cząsteczek bez jej rozkładu

1. Liazy - katalizują syntezę nowych wiązań

11.. KATABOLIZM AMINOKWASOW

Katabolizm- polega na rozkładzie zw złożonych w zw proste do powstania prostych produktów o mniejszych zasobach energetycznych.

Aminokwasy zostają rozłożone do CO₂ i H₂O oraz innych prostych związków , albo zostają przekształcone w tłuszcze lub węglowodany. Jednym z pierwszych etapów przekształcenia aminokwasów jest odłączenie od nich grupy aminowej - dezaminacja. Odczepiona grupa aminowa może zostać przemieniona na inny kwas organiczny (ketokwas) z którego powstanie aminokwas

• Katabolizm ( rozkład ) aminokwasów odbywa się glównie w wątrobie

• Jest on związany z dezaminacja a wiec z oderwaniem od aminokwasu grupy aminowej, ta reszta aminowa zostaje przeniesiona na - ketoglutaran w reakcji transaminacji . Reakcja ta jest możliwa dzięki obecności enzymu transaminazy glutaminowej.

• Przy rozkładzie aminokwasów powstaje amoniak jest on przerabiany na mocznik i wydalany na zewnątrz organizmu

12. KATABOLIZM BIALEK

Rozpad białek zachodzi pod wpływem enzymow proteolitycznych . Cześć rozpadnie tych w ten sposób aminokwasów ulega dalszym przemianom , obejmującym procesy dekarboksylacji , dazaminacji , transaminacji

W wyniku dekarboksylacji aminokwasów , obok CO₂ powstają aminy pierwszorzędowe , noszące nazwę amin biogennych . Związki te wykazuja silne działanie farmoakolgiczne , są składnikami pewnych hormonów i składnikami koenzymów.

Przez dekarboksylacje histydyny powstaje HISTAMINA - pobudza zakończenia nerwowe , obniża ciśnienie krwi , pobudza wydzielanie soku żołądkowego , miejscowo hamuje ukrwienie części narządów

• Z tryptofanu powstaje - TRYPTAMINA - powoduje skurcz naczyń , skurcz mięśniówki gładkiej niektórych narządów no macicy

• z hydroksytryptofanu - SEROTONINA - powoduje skurcz naczyń , skurcz mięśniówki gładkiej niektórych narządów np. macicy

• z kwasu glutaminowego powstaje kwas GAMMA - AMINOMASŁOWY wskaźnik w synapsach w mózgu.

• Z fenyloalaniny - ADRENALINA , NARADRENALINA

Dezaminacja aminokwasów czyli odłączenie od nich grupy aminowej prowadzi do powstania:

• Kw karboksylowych - mogą być dalej metabolizowane albo w cyklu Krebsa , albo w procesie oksydacji

• Amoniaku - jest substratem do syntezy mocznika

W transaminacji odszczepiona grupa aminowa może zostać przeniesiona na ketokwas z którego powstaje wówczas ami9nokwas , natomiast aminokwas wyjściowy staje się odpowiednim ketokwasem , łańcuchy węglowe ketokwasow mogą być przekształcone w: kwas pirogronowy , acetylo - CoA , lub w związki pośrednie cyklu Krebsa

13. KATABOLIZM TLUSZCZOW

Katabolizm tłuszczów rozpoczyna się hydroliza do kwasów tłuszczowych i glicerolu . Dalsza przemiana kwasów tłuszczowych wymaga procesu aktywacji i przebiega przez odwodorowanie , przyłączenie wody i ponowne odwodornienie do - ketokwasu. Rozpad - ketokwasu daje kwas tłuszczowy o formie aktywnej o łańcuchu krótszym o 2 węgle. Ten ostatni znów może podlegać podobnym przemianom, dopóki cały , długi łańcuch węglowy nie zostanie rozłożony na krótkie dwuweglowe łańcuchy.

1. Katabolizm jest związany z rozpadem tłuszczu na glicerol i kwasy tłuszczowe . Rozpad ten nazywa się hydroliza.

1. Glicerol - ulega potem przemianom które w rezultacie prowadza do wytworzenia triozy która może być włączona do szlaku glikolitycznego.

14. KATABOLIZM WEGLOWOADNOW

Inaczej oddychanie beztlenowe . - Fermentacja - składa się z dwóch procesów

1. glikolizy

1. redukcji produktu glikolizy

Glikoliza - polega na utlenianiu ( C₆H₁₂O₆ ) do 2 cząsteczek kwasu pirogronowego ( CH₃COCOOH) , .

Kw pirogronowy w warunkach tlenowych ulega dekarboksylacji i wchodzi do cyklu Krebsa . Podczas glikolizy NADH + H⁺ regeneruje się do NADH co umożliwia ciągły przebieg glikolizy.

W warunkach beztlenowych regeneracja NADH + H ⁺ do NAD⁺ odbywa się przez redukcje kw piragranowego do kw mlekowego . Przy malej ilości tlenu , kw pirogronowy nie może wniknąć do mitochondrium i pozostaje w cytoplazmie i sam staje się akceptorem wodoru . Gromadzący się kw mlekowy w cytoplazmie zakwasza ja i powoduje ból tych mięsni.

15. METABOLIZM

To całokształt przemian biochemicznych towarzyszących im przemian energii zachodzących w komórkach żywych organizmów. Mogą być dwa kierunki metabolizmu

1. Anabolizm - reakcje twórcze dla komórki, procesy syntezy związków złożonych z prostszych np. białek z aminokwasów skrobi z glukozy są to reakcje wymagające dopływu energii

A + B + energia = C

Katabolizm -reakcje rozkładu , analizy prowadzące do rozkładu złożonych cząsteczek związków organicznych na związki proste, czemu towarzyszy uwalnianie energii niezbędnej do syntez i wykonywania każdej pracy .

A = B + C + tlen

16. METABOLIZM WYSILKOWY

Metabolizm - przemiany chemiczne i energetyczne zachodzące w organizmach żywych , są to procesy biosyntezy , oraz rozpadu.

Jest to wzmożone zapotrzebowanie na tlen , Pobór tlenu po wysiłku jest znacznie większy niż pobór tlenu przed wysiłkiem.

W czasie maksymalnego wysiłku tempo metabolizmu w pracujących mięśniach zwiększa się ponad 100 - kro tnie. W porównaniu z warunkami spoczynkowymi . Aktywność ruchowa stanowi najważniejszy czynnik zwiększający ogólną ilość energii wydatkowana przez organizm .Do zachowania przez dłuższy czas zdolności mięśnia do skurczów , istotne znaczenie ma zapobieganie całkowitego wyczerpania się zasobów ADP. W czasie intensywnego wysiłku fiz w mięśniach powstaje kwas mlekowy. Jest on silnie toksyczny i powoduje uczucie zmęczenia mięsni . Kwas mlekowy przenika do krwi i przenoszony jest do wątroby , przemienia się w glukozę. Glukoza przenoszona jest przez krew do innych mięsni i wykorzystywana jako substrat oddechowy. Gdy spada zapotrzebowanie na glukozę jest ona zamieniana na glikogen w czasie glikogenezy.

17. ODDYCHANIE BEZTLENOWE

Inaczej beztlenowy rozkład węglowodanów . Oddychanie beztlenowe zwane również fermanetacja .

Warunki niezbędne do pro odd beztl

• substrat oddechowy ( glukoza , która jest wysokoenergetyczna i może być szybko uruchomiana)

• odpowiednie enzymy ( oksydoreduktazy)

• ADP i Pi ( do powstania ADP)

Etapy

1. glikoza - zachodzi w cytoplazmie i poza mitochondrium , bez 0₂ jest to enzymatyczny , beztlenowy rozkład glukozy do kwasu pirogronowego

1. redukcja - w przypadku bezpośredniej redukcji( fermentacji mlekowej) powstaje kwas mlekowy a pośredniej redukcji alkohol - etanol i CO₂

• Wydajność oddychania beztlenowego wynosi 2%

• Liczba uwalnianych moli ATP z utleniania 1 mola glukozy - 4ATP

• Zysk energetyczny z utleniania 1 mola glukozy - 2 ATP

18 .DDYCHANIE TLENOWE

Jest to oddychanie tlenowe , czyli katabolityczny proces polegający na rozkładzie związków złożonych np. glukozy, na substancje proste np. H O i CO . W wyniku tego procesu powstaje energia , która jest wykorzystywana następnie do przebiegu wielu funkcji życiowych organizmu.

Równanie oddychania tlenowego

C₆H₁₂O_{6 +B} 6O₂ +36ADP + 36 P = 6 CO₂ + 6 H₂ O + 36 ATP

Oddychanie wen kom jest procesem wielostopniowym , katalizowanym przez enzymy . Rola jego jest u wszystkich organizmów jednakowa, wyzwalana jest energia i gromadzona w ATP . Procesy bezpośrednio związane z oddychaniem przebiegają na mitochondrium . Oddych odbywa się w 3 etapach

1. Glikoliza - nie przebiega w mitochondrium a w cytoplazmie kom. Jest to ciąg reakcji prowadzący do wytworzenia ze związku szescioweglowego - związków trojweglowych najpierw aldehydy fosfoglicerynowego następnie kwasu fosfoglicerynowego , który przekształca się w kwas pirogronowy . Kwas pirogronowy przenika do mitochondrium gdzie ulega dekarboksylacji. Powstaje w ten sposób związek dwuweglowy zwany czynnym octanem lub acetylokoenzym A

1. Cykl Krebsa - polega na całkowitym utlenieniu czynnego octanu w szeregu przemian od kwasu cytrynowego do kwasu szczawiooctowego. W przebiegu tych reakcji odłączone są cząsteczki CO oraz atomy wodoru które łącza się z NAD. Cykl Krebsa przebiega w matrix mitochondrialnym .

1. Łańcuch oddechowy - to ostatni etap oddychania wewnątrz kom przebiegający na wew błonach mitochondrium . Polega on na przenoszeniu atomów H⁺ i elektronów e ^- na tlen z wytworzeniem cząsteczki H₂O. Proces ten przebiega stopniowo z udziałem wielu przenośników ( NAD , FAD , cytochromy , oksydoza , cytochromowa ) i wydzielaniem dużej ilości energii kumulowanej w ATP.

Warunki niezbędne

• substrat organiczny

• odpowiednie enzymy

• ADP i Pi

• Mitochondria z odpowiednimi enzymami

• O jako ostatni akceptor elektronów w łańcuchu oddechowym

• Glikoliza - zachodzi w cytoplazmie , to enzymatyczny i beztlenowy rozkład glukozy do kwasu pirogronowego

• Cykl Krebsa - zachodzi w matrix mitochondrialnym to skomplikowany ciąg przemian metabolicznych , - wytwarzanie cząsteczek CO i oderwanie od cząsteczek poszczególnych kwasów organicznych

• łańcuch oddechowy - zachodzi na grzebieniach błony wen idea tego etapu jest przeniesienie atomu H na tlen co prowadzi do wydzielenia wody jako produktu tego etapu , przy czym uwalnia się energia związana z ATP

Wydajność oddychania tlenowego wynosi 40% ( reszta energii rozprasza się w postaci ciepła) , oznacza to ze ok. 40 % uwolnionej energii zostało wychwytane i zmagazynowane w postaci energii chemicznej w ATP

Liczba uwolnionych moli ATP z utleniania 1 mola glukozy - 38 ATP

Oddychanie - to proces metaboliczny polegający na wyzwoleniu energii chemicznej zmagazynowanej w związkach organicznych jest to spalanie cukru w tlenie do CO i H 0 w celu wyzwolenia energii która wykorzystywana jest do:

• na transport aktywny

• na poruszanie

• do przemian metabolicznych

• bioluminenstencji

• na zapas w postaci ATP

ciepło

19 . . PRZ POKARMOWY -TRAWIENIE

Enzymy trawienne nie są wydzielane w każdym odcinku przewodu pokarmowego a jedynie w jamie ustnej , żołądku i jelicie cienkim

1. Jama ustna - tu wydzielana jest ślina o ph = 7 , będąca produktem ślinianek. Tu zapoczątkowane jest trawienie cukrów , wyróżnia się ślinę surowiczą zawierającą : amylazę ślinową tzw. Ptialiną , która zapoczątkowuje trawienie skrobi. , ślina śluzowa ułatwia połykanie pokarmu

2. Żołądek - tu wydzielany jest sok żołądkowy o ph = 1 zawiera on HCl, enzymy , sole mineralne , śluz , wodę .

Enzymy to :

• Pepsyna - zapoczątkowuje trawienie białka

• Renina = podpuszczka -( u młodych ssaków) powoduje ścinanie rozpuszczonego białka mleka i zaczyna je trawienie.

• Lipaza żołądkowa - trawi tłuszcz

4. Jelito cienkie - dwunastnica -treść pokarmowa ulega dalszej hydrolizie , zachodzi ona dzięki enzymom soku trzustkowego , które rozkładają wszystkie grupy subst pokarmowych. Tutaj ph jest zasadowe 7,1 - 8,4

• Trypsyna i chymotrypsyna - trawią białko

• Amylaza trzustkowa - trawi cukry

• Lipaza - trawiąca tłuszcze przy współudziale żółci ( żółć nie jest enzymem, powoduje emulacje tłuszczów, przez co ułatwia dostęp lipazom do cząsteczek tłuszczów , wytwarzana jest przez wątrobę )

Jelito cienkie - z sokiem jelitowym produkowanym przez gruczoły jelitowe . Tu ma miejsce koniec trawienia białek ( do aminokwasów) , i kwasów nukleinowych , cukrów ( do glukozy , maltozy i laktozy)

20. SRODOWISKO DZIALANIA ENZYMOW

Czynniki wpływające na działanie enzymów

1. Temperatura

• Wzrost temp o 10 stopni powoduje dwukrotne przyspieszenie reakcji enzymatycznej

• W temp 40 -45 stopni następuje denaturacja białka która jest równoznaczna z zniszczeniem enzymu

1. Ph

• większość enzymów komórkowych działa przy ph obojętnym = 7 , tylko w lizosomach jest ph niższe

• w rożnych częściach układu pokarmowego jest rożne ph

• ph kwaśne -żołądek - pepsyna

• ph zasadowe - dwunastnica - trypsyna

• ph obojetne - jama ustna - amylaza ślinowa

1. Stężenie substratu

• Szybkość reakcji enzymatycznych rośnie wprost proporcjonalnie do stężenia substratu, ale może nastąpić wyczerpanie substratu i wtedy jest zahamowanie reakcji

1. obecność aktywatorów (pobudzają działanie enzymów )

obecność inhibitorów ( hamują działanie enzymów)

21. TRAWIENIE I WCHLANIANIE BIALEK W ORG ZWIERZECYM

Trawienie białek → enzymy proteolityczne ( rozbijają wiązania peptydowe ) , białka rozkładane są do aminokwasów

Zołłądek - pepsyna (wydzielana przez gruczoły) , podpuszczka (w żołądku młodych ssaków - ścina kazeinę mleka)

Dwunastnica - endopeptydazy : , trypsyna , chymotrypsyna ( wydzielane przez gruczoły trzustki

Jelito cienkie - egzopeptydazy , karboksypeptydazy , aminopeptydazy

Peptydazy

1. ENDOPEPTYDAZY -rozrywają wiązania wew łańcucha białkowego, w wyniku czego powstają krótkie łańcuchy peptydowe: pepsyna , trypsyna

1. EGZOPEPTYDAZY- rozrywają wiązania miedzy łańcuchem peptydowym a ostatnim aminokwasem: karboksypeptydazy - odczszepiaja aminokwas od końca łańcucha zawierającego grupę COOH ; oraz aminopeptydazy - odszczepiają aminokwas od końca łańcucha zawierającego grupę - NH₂

W wyniku łącznego działania endo i egzopeptydaz białka zostają strawione do aminokwas . Enzymy wydzielane są w postaci nieczynnej , jako tzw proenzymy , co zapobiega samo strawieniu się komórek je wydzielających

Wchłanianie -białka wchłaniane są w postaci aminokwasów do krwi . Nadmiar aminokwasów ulega w wątrobie przekształceniom, polegającym na usunięciu z aminokwasów grup aminowych , połączeniu z CO₂ i doprowadzeniu powstałego w ten sposób mocznika do nerek

Trawienie -kataliza enzymatyczna wielkocząsteczkowa substancji pokarmowych na substancje drobnoczasteczkowe , przyswajane przez organizm

22.. TRAWIENIE I WCHLAN WEGLOWODANOW U ZWIERZ

1 .Trawienie węglowodanów - enzymy amylolityczne ( rozkładają wiązania glikozydowe)

Jama gębowa - amylaza ślinowa maltaza

Dwunastnica - amylaza trzustkowa

Jelito cienkie - amylaza jelitowa , sacharaza , maltaza , laktaza

Zwierzęta odżywiające się głownie pokarmem roślinnym wchodzą w symbiozę z mikroorganizmami , mającymi zdolność hydrolizy celulozy np. przeżuwacze wchodzą w symbiozę z bakteriami.

Rozkład disacharydow

Maltoza →maltaza→glukoza + glukoza

Laktoza →laktaza →glukoza + galaktoza

Sacharoza → sacharaza→ glukoza + fruktoza

2. Wchłanianie - w postaci cukrów prostych do naczyń krwionośnych , żyła wrotna prowadzi je do wątroby, gdzie glukoza ulega zmianie na glikogen i w tej postaci jest tam magazynowana . Gdy zaopatrzenie w glukozę jest nadmierne wątroba przekształca ja w tłuszcze , odkładany w tkance tluszcowej . Zasadnicze wchłanianie odbywa się w jelicie cienkim , zle wchłanianie rozrt glukozy może odbywać się już w żołądku

23 TRAWIENIE I WCHLANIANIE TLUSZCOW

1 . Trawienie tluszcow -enzymy lipotyczne ( rozbijają wiązania estrowe)

• Zol odek - niewielka ilość tłuszczów trawiona jest już w żołądku przez lipaze żołądkową

• Dwunastnica - główne trawienie tluszcow , przez substancje uwalniane z :trzustki - enzym Lipaza trzustkowa , woreczka żółciowego - żółć - kwasy żółciowe obniżają napięcie powierzchniowe tłuszczów , powodując ich emulacje czyli przejście tluszcu w stan silnie rozdrobnionej emulsji , a tym samym zwiększenie powierzchni tluszcu dostępnej dla enzymow)

3. Wchłanianie tluszcow - po przejściu przez nabłonek jelitowy gliceryna i kwasy tluszcowe łącza się z powrotem w kropelki tluszcu , które przenikają do naczyń limfatycznych.

Kwasy żółciowe - łącząc się z produktami trawienia tluszcow zmieniają je przejściowo na rozpuszczalne , co jest zbędnym warunkiem wchłaniania długołancuchowych kwasów tłuszczowych , monoglicerydow , cholesterolu i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach.

24. TYPY REAKCJI CHEM

1. Reakcja syntezy- reakcja twórcza A+B=AB np. fotosynteza 6CO₂ + 6H₂O + energia świetlna → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

2. Reakcja analizy - rozpad AB →A+ B np. hydroliza sacharozy sacharoza → glukoza + fruktoza

2. Dekarboksylacja - odłączenie cząsteczek CO₂ np. w cyklu Krebsa w oddychaniu tlenowym

2. Karboksylacja - przyłączenie cząsteczek CO₂ np. w cyklu Kelwina w fotosyntezie

2. Dehydrogenacja - odłączenie atomów wodoru np. w glikolizie i cyklu Krebsa w oddychaniu tlenowym

2. Hydrogenacja - przyłączanie atomów wodoru

2. Utlenianie - podwyższenie stopnia utleniania pierwiastków w związkach chemicznych

2. Redukcja - obniżanie stopnia utleniania pierwiastków w związkach chemicznych

2. Fosforylacja - proces chemiczny polegający na przyłączeniu reszt fosforanowych do zw chemicznego

2. Defosforylacja - proces chemiczny polegający na odłączeniu reszt fosforanowych następuje uwolnienie energii

Anabolizm i Katabolizm

25. . WIĄZANIA CHEMICZNE

1. Wiązania estrowe - powstają pomiędzy grupami hydroksylowymi alkoholi (OH) i grupami karboksylowymi kwasów organicznych (COOH)

2. Wiązania peptydowe - występują w białkach . Jest to wiązanie miedzy aminokwasami . W wianiu peptyd jeden aminokwas jest z grupą aminową (NH₂)

a drugi z grupa karboksylową (COOH) , w jednej cząsteczce może być ok. 300 takich wiązań .

3. Wiązania glikozydowe - występują w cukrach , powstaje w wyniku reakcji cyklicznych form cukrów prostych (np. glukoza) , w alkoholami w obecności kwasów nieorganicznych jako katalizatorów , łączą resztę cukrową z aglikonem za pomocą tlenu , siarki, i azotu wyróżniamy wiązania :

• O - glikozydowe

• N- glikozydowe

• S - glikozydowe

26. ZRODLA ENERGII DLA MIESNI

Bezpośrednim źródłem energii jako przemian chemicznych procesów fizjologicznych jest ATP. Jest to związek organiczny zbudowany z :

• zasady organicznej azotowej adeniny połączonej z cząsteczką cukru piecioweglowego rybozą

• 3 reszt kwasu ortofosforowego

Spośród 3 wiązań estrowych które łącza rybo ze z fosforanem i fosforany ze sobą , dwa ostatnie są wysokoenergetycznymi wiązaniami bezwodnikowych.

Adenina - rybozą  PPP -

P - reszty fosforowe

 - wysokoenergetyczne wiązania

Glownym źródłem jest także glikogen i fosfokreatyna . Mięśnie szkieletowe czlowieka zawierają ok. 1% glikogenu , 0,1 - 0,3 % ATP i parokrotnie więcej fosfokreatyny. Mięśnie zawierają również niewielkie ilości wodnych aminokwasów oraz anseryne , karrozyne i karnitynę . Białka są głównym składnikiem organicznym mięsni. Stanowią one ok. 18 - 20 % ciężaru mięsni.

W warunkach deficytu tlenowego kręgowców , podczas intensywnego wysiłku fizycznego w ich mięśniach powstaje kwas mlekowy, związek ten jest silnie toksyczny i powoduje wystąpienie objawów zmęczenia mięsni. Kwas mlekowy przenika do krwi i jest transportowany do wątroby gdzie ulega przemianie na glukozę . glukoza znów przez krew jest transportowana do mięsni i wykorzystywana jako substrat oddechowy. Gdy spada zapotrzebowanie na glukozę jest ona zamienia na glikogen. Tak wiec związek toksyczny - kwas ml.. , zawierający jeszcze dużo energii jest wykorzystywany do odbudowy glukozy , niezbędnej do procesów życiowych

---