04 W jaki sposób komórki uzyskują energię z pokarmu bmp

Streszczenie

•    Glukoza i pozostałe cząsteczki pokarmu ulegają rozszczepieniu przez kontrolowane stopniowe utlenianie, które dostarcza energii chemicznej w formie ATP i NADH.

•    Moźrn wyodrębnić trzy oddzielne etapy rozkładu cząsteczek pokarmu: glikolizę (zachodzącą w cyto-zolu), cykl kwasu cytrynowego (w matriks mito-chondrialncj) i fosfoiylację oksydacyjną (w wewnętrznej błonie mitochondrialnej).

•    W reakcji glikolby sześciowęglowy cukier, glukoza, zostać rozłożony na dwie cząsteczki irójwęglowcgo cukru — pirogronianu, czemu towarzyszy wytwatza-nie niewielkiej liczby cząsteczek ATP i NADH.

•    W obecności tlenu pirogronian jest przekształcany w acctylo-CoA plus CO;. Następnie w cyklu kwasu cytrynowego grupa acetylowa acetylo-CoA ulega przekształceniu w CO; i 11,0. W komórkach eukariotycznych reakcje te zachodzą w mitochondriach. Znaczna ilość energii uwolnionej podczas reakcji utleniania zostaje zmagazynowana w nośnikach energii — NADH i FADH,—jakoelektrony na wysokim poziomie energetycznym.

• Drugim głównym źródłem energii w pokarmie jest tłuszcz. Kwasy tłuszczowe wytwarzane z tłuszczów są transportowane do milochoiulriów i tam utleniane do cząsteczek acetylo-CoA. Z kolei cząsteczki acetylo-CoA są dalej utleniane przez cykl kwasu cytrynowego, tak samo jak acetylo-CoA pochodzący z pirogronianu.

NADH i FADH, oddają przenoszone elektrony do łańcucha transportu elektronów znajdującego się w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, gdzie seria przeniesień elektronów zostaje później wykorzystana jako sita napędowa do tworzenia ATP. W tym procesie fosfoiylacji oksydacyjnej (opisanej w rozdz. 13) zostaje wykorzystana większość energii uzyskanej podczas rozkładania cząsteczek pokarmu.

Komórki magazynują cząsteczki w postaci specjalnych substancji zapasowych. Zwierzęta przechowują glukozę w formie glikogenu, a rośliny w formie skrobi; natomiast zarówno zwierzęta, jak i rośliny magazynują pokarm w postaci tłuszczów. Substancje zaposewe wytworzone przez rośliny są głównym źródłem pokarmu dla zwierząt, w tym także dla człowieka.

Cząsteczki przyjmowane w pożywieniu służą nie tylko jako źródło energii metabolicznej, lecz także jako surowiec do biosyntez. Stąd wiele intermediatów glikolizy i cyklu kwaai cytrynowego stanowi punkty wyjściowe dla szlaków syntezy białek, kwasćw nukleinowych i innych wyspecjalizowanych cząsteczek w komórce.

Wiele tysięcy rozmaitych reakcji przebiegających jednocześnie w komórce jest ściśle skoordynowane, co umożliwia jej przystosowanie i ciągłość funkcjonowania w bardzo różnych warunkach narzucanych przez środowisko zewnętrzne.