- อัปเดตล่าสุด
- บันทึกเป็น PDF
- รหัสหน้า
- 34641
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}}}\) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!- \!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{ span}}\) \( \คำสั่งใหม่{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \คำสั่งใหม่{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \คำสั่งใหม่{\RealPart }{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\ norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \คำสั่งใหม่{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \คำสั่งใหม่{\Span}{\mathrm {span}}\) \(\คำสั่งใหม่{\id}{\mathrm{id}}\) \( \คำสั่งใหม่{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \คำสั่งใหม่{\kernel}{\ mathrm{null}\,}\) \( \คำสั่งใหม่{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \คำสั่งใหม่{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \คำสั่งใหม่{ \ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \คำสั่งใหม่{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \คำสั่งใหม่{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\คำสั่งใหม่{\AA}{ \ยูนิโค้ด[.8,0]{x212B}}\)
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
เมื่อสิ้นสุดส่วนนี้ คุณจะสามารถ:
- อธิบายกระบวนการที่โพลีเมอร์ถูกแยกย่อยเป็นโมโนเมอร์
- อธิบายกระบวนการที่โมโนเมอร์ถูกรวมเข้าเป็นโพลีเมอร์
- อภิปรายบทบาทของ ATP ในการเผาผลาญ
- อธิบายปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์
- อธิบายฮอร์โมนที่ควบคุมปฏิกิริยาอะนาโบลิกและแคทาบอลิซึม
กระบวนการเผาผลาญเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในร่างกายการเผาผลาญอาหารคือผลรวมของปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับแคแทบอลิซึมและแอแนบอลิซึม ปฏิกิริยาที่ควบคุมการสลายอาหารเพื่อให้ได้พลังงานเรียกว่าปฏิกิริยาแคแทบอลิซึม ในทางกลับกัน ปฏิกิริยาอะนาโบลิกใช้พลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาแคทาบอลิซึมเพื่อสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่จากโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น เมื่อร่างกายสร้างโปรตีนโดยการรวมกรดอะมิโนเข้าด้วยกัน ปฏิกิริยาทั้งสองชุดมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิต
เนื่องจากปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมก่อให้เกิดพลังงาน และปฏิกิริยาอะนาโบลิกใช้พลังงาน ตามหลักการแล้ว การใช้พลังงานจะทำให้พลังงานที่ผลิตมีความสมดุล หากการเปลี่ยนแปลงพลังงานสุทธิเป็นบวก (ปฏิกิริยาแคแทบอลิกจะปล่อยพลังงานมากกว่าปฏิกิริยาอะนาโบลิกที่ใช้) ร่างกายจะเก็บพลังงานส่วนเกินโดยการสร้างโมเลกุลไขมันเพื่อเก็บไว้ในระยะยาว ในทางกลับกัน หากการเปลี่ยนแปลงพลังงานสุทธิเป็นลบ (ปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมจะปล่อยพลังงานน้อยกว่าการใช้ปฏิกิริยาอะนาโบลิก) ร่างกายจะใช้พลังงานที่สะสมไว้เพื่อชดเชยการขาดพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแคแทบอลิซึม
ปฏิกิริยาแคโทบอลิก
ปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมสลายโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ให้เป็นโมเลกุลเล็ก ๆ ปล่อยพลังงานที่มีอยู่ในพันธะเคมี การปล่อยพลังงาน (การแปลง) เหล่านี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาน้อยกว่าปริมาณทั้งหมดที่มีอยู่ในโมเลกุล พลังงานประมาณร้อยละ 40 ที่ได้จากปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมจะถูกถ่ายโอนโดยตรงไปยังโมเลกุลพลังงานสูงอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ATP ซึ่งเป็นสกุลเงินพลังงานของเซลล์สามารถนำมาใช้ได้ทันทีเพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรระดับโมเลกุลที่รองรับการทำงานของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะ ซึ่งรวมถึงการสร้างเนื้อเยื่อใหม่และการซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่เสียหาย นอกจากนี้ยังสามารถจัดเก็บ ATP ไว้เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานในอนาคตได้ พลังงานที่เหลืออีก 60 เปอร์เซ็นต์ที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อน ซึ่งเนื้อเยื่อและของเหลวในร่างกายดูดซับไว้
โครงสร้างโมเลกุล ATP ประกอบด้วยกลุ่มอะดีนีน น้ำตาลไรโบส และกลุ่มฟอสเฟตสามกลุ่ม พันธะเคมีระหว่างกลุ่มฟอสเฟตกลุ่มที่สองและกลุ่มที่สาม เรียกว่าพันธะพลังงานสูง เป็นแหล่งพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในเซลล์ มันเป็นพันธะแรกที่เอนไซม์ catabolic แตกเมื่อเซลล์ต้องการพลังงานในการทำงาน ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้คือโมเลกุลของอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) และกลุ่มฟอสเฟตเดี่ยว (Pฉัน). ATP, ADP และพีฉันจะถูกหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องผ่านปฏิกิริยาที่สร้าง ATP และกักเก็บพลังงาน และปฏิกิริยาที่สลาย ATP และปล่อยพลังงาน
พลังงานจาก ATP ขับเคลื่อนการทำงานของร่างกายทั้งหมด เช่น การหดตัวของกล้ามเนื้อ การรักษาศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ประสาท และการดูดซึมอาหารในทางเดินอาหาร ปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมที่สร้าง ATP มาจากแหล่งต่างๆ
ในบรรดากลุ่มโมเลกุลขนาดใหญ่สี่กลุ่มหลัก (คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และกรดนิวคลีอิก) ที่ได้รับการประมวลผลโดยการย่อยอาหาร คาร์โบไฮเดรตถือเป็นแหล่งพลังงานที่พบมากที่สุดในการเติมเชื้อเพลิงให้กับร่างกาย พวกมันอยู่ในรูปของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน พอลิแซ็กคาไรด์ เช่น แป้งและไกลโคเจน หรือน้ำตาลเชิงเดี่ยว (โมโนแซ็กคาไรด์) เช่น กลูโคสและฟรุกโตส แคแทบอลิซึมของน้ำตาลจะแบ่งโพลีแซ็กคาไรด์ออกเป็นโมโนแซ็กคาไรด์แต่ละตัว ในบรรดาโมโนแซ็กคาไรด์ กลูโคสเป็นเชื้อเพลิงที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการผลิต ATP ในเซลล์ ด้วยเหตุนี้ จึงมีกลไกควบคุมต่อมไร้ท่อจำนวนหนึ่งเพื่อควบคุมความเข้มข้นของกลูโคสในกระแสเลือด น้ำตาลส่วนเกินจะถูกเก็บไว้เป็นพลังงานสำรองในตับและกล้ามเนื้อโครงร่างเป็นโพลีเมอร์ไกลโคเจนที่ซับซ้อน หรือถูกแปลงเป็นไขมัน (ไตรกลีเซอไรด์) ในเซลล์ไขมัน (adipocytes)
ในบรรดาไขมัน (ไขมัน) ไตรกลีเซอไรด์มักถูกใช้เป็นพลังงานผ่านกระบวนการเมตาบอลิซึมที่เรียกว่า β-ออกซิเดชัน ไขมันส่วนเกินประมาณครึ่งหนึ่งจะถูกเก็บไว้ในเซลล์ไขมันที่สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังใต้ผิวหนัง ในขณะที่ส่วนที่เหลือจะถูกเก็บไว้ในเซลล์ไขมันในเนื้อเยื่อและอวัยวะอื่นๆ
โปรตีนซึ่งเป็นโพลีเมอร์สามารถแบ่งออกเป็นโมโนเมอร์หรือกรดอะมิโนแต่ละตัวได้ กรดอะมิโนสามารถใช้เป็นส่วนประกอบของโปรตีนใหม่หรือแยกย่อยเพิ่มเติมเพื่อผลิต ATP เมื่อคนเราหิวโหยเรื้อรัง การใช้กรดอะมิโนเพื่อผลิตพลังงานอาจทำให้ร่างกายสูญเสียไป เนื่องจากโปรตีนถูกทำลายมากขึ้นเรื่อยๆ
กรดนิวคลีอิกมีอยู่ในอาหารส่วนใหญ่ที่คุณกิน ในระหว่างการย่อยอาหาร กรดนิวคลีอิกรวมทั้ง DNA และ RNA ต่างๆ จะถูกแบ่งออกเป็นนิวคลีโอไทด์ที่เป็นส่วนประกอบ นิวคลีโอไทด์เหล่านี้จะถูกดูดซึมและขนส่งไปทั่วร่างกายได้อย่างง่ายดายเพื่อให้เซลล์แต่ละเซลล์นำไปใช้ในระหว่างการเผาผลาญกรดนิวคลีอิก
ปฏิกิริยาอะนาโบลิก
ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมปฏิกิริยาอะนาโบลิกเกี่ยวข้องกับการรวมโมเลกุลเล็กเข้ากับโมเลกุลใหญ่ ปฏิกิริยาอะนาโบลิกจะรวมโมโนแซ็กคาไรด์เพื่อสร้างโพลีแซ็กคาไรด์ กรดไขมันเพื่อสร้างไตรกลีเซอไรด์ กรดอะมิโนเพื่อสร้างโปรตีน และนิวคลีโอไทด์เพื่อสร้างกรดนิวคลีอิก กระบวนการเหล่านี้ต้องการพลังงานในรูปของโมเลกุล ATP ที่เกิดจากปฏิกิริยาแคแทบอลิซึม ปฏิกิริยาอะนาโบลิกหรือที่เรียกว่าปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางชีวภาพสร้างโมเลกุลใหม่ที่สร้างเซลล์และเนื้อเยื่อใหม่และฟื้นฟูอวัยวะต่างๆ
การควบคุมฮอร์โมนของการเผาผลาญ
ฮอร์โมนแคโทบอลิกและอะนาโบลิกในร่างกายช่วยควบคุมกระบวนการเผาผลาญฮอร์โมนแคโทบอลิกกระตุ้นการสลายโมเลกุลและการสร้างพลังงาน ซึ่งรวมถึงคอร์ติซอล กลูคากอน อะดรีนาลีน/อะพิเนฟริน และไซโตไคน์ ฮอร์โมนทั้งหมดนี้จะถูกระดมตามเวลาที่กำหนดเพื่อตอบสนองความต้องการของร่างกายฮอร์โมนอะนาโบลิกจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลและรวมถึงฮอร์โมนการเจริญเติบโต, ปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน, อินซูลิน, ฮอร์โมนเพศชาย และเอสโตรเจน ตารางต่อไปนี้สรุปการทำงานของฮอร์โมนแคตาบอลิซึมแต่ละตัว และตารางถัดไปสรุปการทำงานของฮอร์โมนอะนาโบลิก
| ตารางที่ 1. ฮอร์โมน Catabolic | |
|---|---|
| ฮอร์โมน | การทำงาน |
| คอร์ติซอล | ปล่อยออกมาจากต่อมหมวกไตเพื่อตอบสนองต่อความเครียด บทบาทหลักคือการเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดโดยการสร้างกลูโคส (สลายไขมันและโปรตีน) |
| กลูคากอน | ปล่อยออกมาจากเซลล์อัลฟ่าในตับอ่อนทั้งในขณะที่อดอาหารหรือเมื่อร่างกายต้องการสร้างพลังงานเพิ่มเติม กระตุ้นการสลายไกลโคเจนในตับเพื่อเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือด ผลของมันจะตรงกันข้ามกับอินซูลิน กลูคากอนและอินซูลินเป็นส่วนหนึ่งของระบบตอบรับเชิงลบที่ช่วยรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้คงที่ |
| อะดรีนาลีน/อะดรีนาลีน | ปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก เพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจและการหดตัวของหัวใจ ทำให้หลอดเลือดหดตัว เป็นยาขยายหลอดลมที่เปิด (ขยาย) หลอดลมของปอดเพื่อเพิ่มปริมาณอากาศในปอด และกระตุ้นการสร้างกลูโคส |
| ตารางที่ 2. ฮอร์โมนอะนาโบลิก | |
|---|---|
| ฮอร์โมน | การทำงาน |
| โกรทฮอร์โมน (GH) | สังเคราะห์และปล่อยออกมาจากต่อมใต้สมอง กระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์ เนื้อเยื่อ และกระดูก |
| ปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน (IGF) | ช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของกล้ามเนื้อและกระดูกพร้อมทั้งยับยั้งการตายของเซลล์ (apoptosis) |
| อินซูลิน | ผลิตโดยเซลล์เบต้าของตับอ่อน มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและไขมัน ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด และส่งเสริมการดูดซึมกลูโคสเข้าสู่เซลล์ของร่างกาย ทำให้เซลล์ในกล้ามเนื้อ เนื้อเยื่อไขมัน และตับรับกลูโคสจากเลือดไปสะสมในตับและกล้ามเนื้อเป็นกลูคากอน ผลของมันจะตรงกันข้ามกับไกลโคเจน กลูคากอนและอินซูลินเป็นส่วนหนึ่งของระบบตอบรับเชิงลบที่ช่วยรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้คงที่ |
| ฮอร์โมนเพศชาย | ผลิตโดยอัณฑะในเพศชายและรังไข่ในเพศหญิง กระตุ้นการเพิ่มมวลกล้ามเนื้อและความแข็งแรงตลอดจนการเจริญเติบโตและการเสริมสร้างกระดูกให้แข็งแรง |
| เอสโตรเจน | ผลิตโดยรังไข่เป็นหลัก และยังผลิตโดยตับและต่อมหมวกไตด้วย ฟังก์ชั่นอะนาโบลิกรวมถึงการเพิ่มการเผาผลาญและการสะสมไขมัน |
ความผิดปกติของกระบวนการเผาผลาญ: Cushing Syndrome และ Addison's Disease
ตามที่คาดไว้สำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยาขั้นพื้นฐาน เช่น เมแทบอลิซึม ข้อผิดพลาดหรือการทำงานผิดปกติในการประมวลผลเมแทบอลิซึมนำไปสู่พยาธิสรีรวิทยาหรือหากไม่ได้รับการแก้ไข—สภาวะของโรค โรคทางเมตาบอลิซึมมักเป็นผลมาจากการทำงานผิดปกติของโปรตีนหรือเอนไซม์ซึ่งมีความสำคัญต่อเส้นทางเมตาบอลิซึมอย่างน้อยหนึ่งเส้นทาง ความผิดปกติของโปรตีนหรือเอนไซม์อาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงหรือการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม โปรตีนและเอนไซม์ที่ทำงานตามปกติก็อาจมีผลเสียเช่นกัน หากความพร้อมของโปรตีนและเอนไซม์ไม่ตรงกับความต้องการในการเผาผลาญอย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น การผลิตฮอร์โมนคอร์ติซอลมากเกินไปทำให้เกิดอาการคุชชิง ในทางคลินิก Cushing syndrome มีลักษณะเฉพาะคือน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะบริเวณลำตัวและใบหน้า อาการซึมเศร้า และวิตกกังวล เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าเนื้องอกของต่อมใต้สมองที่ผลิตฮอร์โมน adrenocorticotropic (ACTH) ซึ่งต่อมากระตุ้นต่อมหมวกไตให้ปล่อยคอร์ติซอลมากเกินไปให้ผลที่คล้ายกัน กลไกทางอ้อมของการผลิตคอร์ติซอลมากเกินไปนี้เรียกว่าโรคที่นอน
ผู้ป่วยกลุ่มอาการคุชชิงอาจมีระดับน้ำตาลในเลือดสูงและมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคอ้วนมากขึ้น นอกจากนี้ยังแสดงการเติบโตที่ช้า การสะสมของไขมันระหว่างไหล่ กล้ามเนื้ออ่อนแรง อาการปวดกระดูก (เนื่องจากคอร์ติซอลทำให้โปรตีนถูกทำลายเพื่อสร้างกลูโคสโดยการสร้างกลูโคส) และความเหนื่อยล้า อาการอื่นๆ ได้แก่ เหงื่อออกมากเกินไป (เหงื่อออกมาก) เส้นเลือดฝอยขยายตัว และผิวหนังบางลง ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการช้ำได้ง่าย การรักษา Cushing syndrome มุ่งเน้นไปที่การลดระดับคอร์ติซอลที่มากเกินไป การรักษาอาจทำได้ง่ายเพียงแค่หยุดใช้ขี้ผึ้งคอร์ติซอล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสาเหตุของส่วนเกิน ในกรณีของเนื้องอก มักใช้การผ่าตัดเพื่อเอาเนื้องอกที่เป็นปัญหาออก ในกรณีที่การผ่าตัดไม่เหมาะสม การฉายรังสีอาจใช้เพื่อลดขนาดของเนื้องอกหรือทำให้ส่วนของต่อมหมวกไตหายไปได้ ในที่สุดก็มียาที่สามารถช่วยควบคุมปริมาณคอร์ติซอลได้
การผลิตคอร์ติซอลไม่เพียงพอก็เป็นปัญหาไม่แพ้กัน ภาวะต่อมหมวกไตไม่เพียงพอหรือโรคแอดดิสัน มีลักษณะเฉพาะคือการผลิตคอร์ติซอลจากต่อมหมวกไตลดลง อาจเป็นผลมาจากการทำงานผิดปกติของต่อมหมวกไต เนื่องจากต่อมหมวกไตผลิตคอร์ติซอลไม่เพียงพอ หรืออาจเป็นผลมาจากความพร้อมของ ACTH ที่ลดลงจากต่อมใต้สมอง ผู้ป่วยที่เป็นโรค Addison อาจมีความดันโลหิตต่ำ หน้าซีด อ่อนแรงมาก เหนื่อยล้า เคลื่อนไหวช้าหรือเฉื่อยชา วิงเวียนศีรษะ และความอยากเกลือ เนื่องจากสูญเสียโซเดียมและระดับโพแทสเซียมในเลือดสูง (ภาวะโพแทสเซียมสูง) ผู้ที่ตกเป็นเหยื่ออาจมีอาการเบื่ออาหาร ท้องเสียเรื้อรัง อาเจียน แผลในปาก และสีผิวเป็นหย่อมๆ การวินิจฉัยมักเกี่ยวข้องกับการตรวจเลือดและการทดสอบการถ่ายภาพของต่อมหมวกไตและต่อมใต้สมอง การรักษาเกี่ยวข้องกับการบำบัดทดแทนคอร์ติซอล ซึ่งโดยปกติจะต้องทำต่อเนื่องไปตลอดชีวิต
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน
ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากสารประกอบหนึ่งไปยังอีกสารประกอบหนึ่งโดยกระบวนการที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ อิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเหล่านี้มักมาจากอะตอมไฮโดรเจนซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนและโปรตอน โมเลกุลจะให้อะตอมไฮโดรเจนในรูปของไฮโดรเจนไอออน (H+) และอิเล็กตรอน ทำให้โมเลกุลแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ การสูญเสียอิเล็กตรอนหรือออกซิเดชันปล่อยพลังงานออกมาเล็กน้อย จากนั้นทั้งอิเล็กตรอนและพลังงานจะถูกส่งไปยังโมเลกุลอื่นในกระบวนการการลดน้อยลงหรือการได้รับอิเล็กตรอน ปฏิกิริยาทั้งสองนี้มักจะเกิดขึ้นพร้อมกันในปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์(เรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยารีดอกซ์)—เมื่ออิเล็กตรอนถูกส่งผ่านระหว่างโมเลกุล ผู้ให้จะถูกออกซิไดซ์และผู้รับจะลดลง ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์มักเกิดขึ้นเป็นชุด ดังนั้นโมเลกุลที่ถูกรีดิวซ์จะถูกออกซิไดซ์ในเวลาต่อมา โดยไม่เพียงส่งอิเล็กตรอนที่เพิ่งได้รับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานที่ได้รับด้วย เมื่อชุดปฏิกิริยาดำเนินไป พลังงานจะสะสมซึ่งใช้ในการรวม Pฉันและ ADP เพื่อสร้าง ATP ซึ่งเป็นโมเลกุลพลังงานสูงที่ร่างกายใช้เป็นเชื้อเพลิง
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์จะถูกเร่งโดยเอนไซม์ที่กระตุ้นการกำจัดอะตอมของไฮโดรเจน โคเอ็นไซม์ทำงานร่วมกับเอนไซม์และรับอะตอมไฮโดรเจน โคเอ็นไซม์ที่พบมากที่สุด 2 ชนิดสำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์คือนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ (NAD)และฟลาวินอะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (FAD). โคเอ็นไซม์รีดิวซ์ตามลำดับคือNADHและฟ.อ2ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยพลังงานซึ่งใช้ถ่ายโอนพลังงานระหว่างการสร้าง ATP
บททบทวน
การเผาผลาญคือผลรวมของปฏิกิริยาแคแทบอลิซึม (สลายตัว) และปฏิกิริยาอะนาโบลิก (สังเคราะห์) ทั้งหมดในร่างกาย อัตราการเผาผลาญจะวัดปริมาณพลังงานที่ใช้เพื่อรักษาชีวิต สิ่งมีชีวิตจะต้องกินอาหารในปริมาณที่เพียงพอเพื่อรักษาอัตราการเผาผลาญหากสิ่งมีชีวิตนั้นมีชีวิตอยู่ได้นานมาก
ปฏิกิริยาแคแทบอลิกจะสลายโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีนจากอาหารที่กินเข้าไป ให้กลายเป็นองค์ประกอบที่เล็กลง นอกจากนี้ยังรวมถึงการสลายตัวของ ATP ซึ่งปล่อยพลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการเผาผลาญในทุกเซลล์ทั่วร่างกาย
ปฏิกิริยาอะนาโบลิกหรือปฏิกิริยาสังเคราะห์ทางชีวภาพ สังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่จากชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลง โดยใช้ ATP เป็นแหล่งพลังงานสำหรับปฏิกิริยาเหล่านี้ ปฏิกิริยาอะนาโบลิกจะสร้างกระดูก มวลกล้ามเนื้อ และเกิดโปรตีน ไขมัน และกรดนิวคลีอิกขึ้นมาใหม่ ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น-รีดิวซ์ถ่ายโอนอิเล็กตรอนข้ามโมเลกุลโดยการออกซิไดซ์โมเลกุลหนึ่งและลดอีกโมเลกุลหนึ่ง และรวบรวมพลังงานที่ปล่อยออกมาเพื่อแปลง Pฉันและ ADP เข้าสู่ ATP ข้อผิดพลาดในการเผาผลาญเปลี่ยนแปลงการประมวลผลของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และกรดนิวคลีอิก และอาจส่งผลให้เกิดโรคต่างๆ ได้
ตรวจสอบด้วยตนเอง
ตอบคำถามด้านล่างเพื่อดูว่าคุณเข้าใจหัวข้อที่กล่าวถึงในส่วนก่อนหน้าได้ดีเพียงใด
https://oea.herokuapp.com/assessments/277
คำถามการคิดอย่างมีวิจารณญาณ
- อธิบายว่าระบบการเผาผลาญสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร
- อธิบายว่าโรคแอดดิสันสามารถรักษาได้อย่างไร
[reveal-answer q=”720130″]แสดงคำตอบ[/reveal-answer]
[คำตอบที่ซ่อน a=”720130″]
- การเพิ่มหรือลดมวลกล้ามเนื้อไร้ไขมันจะส่งผลให้การเผาผลาญเพิ่มขึ้นหรือลดลง
- โรคแอดดิสันมีลักษณะเป็นระดับคอร์ติซอลต่ำ วิธีหนึ่งในการรักษาโรคคือการให้คอร์ติซอลแก่ผู้ป่วย
[/ซ่อนคำตอบ]
อภิธานศัพท์
ฮอร์โมนอะนาโบลิก:ฮอร์โมนที่กระตุ้นการสังเคราะห์โมเลกุลใหม่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
ปฏิกิริยาอะนาโบลิก:ปฏิกิริยาที่สร้างโมเลกุลขนาดเล็กให้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่
ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางชีวภาพ:ปฏิกิริยาที่สร้างโมเลกุลใหม่หรือที่เรียกว่าปฏิกิริยาอะนาโบลิก
ฮอร์โมนแคโทบอลิก:ฮอร์โมนที่กระตุ้นการสลายโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น
ปฏิกิริยาแคแทบอลิซึม:ปฏิกิริยาที่สลายโมเลกุลขนาดใหญ่ออกเป็นส่วนที่เป็นส่วนประกอบ
ฟ.อ2: :โมเลกุลพลังงานสูงที่จำเป็นสำหรับไกลโคไลซิส
ฟลาวินอะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (FAD):โคเอ็นไซม์ที่ใช้ในการผลิต FADH2
การเผาผลาญ:ผลรวมของปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมและอะนาโบลิกทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกาย
NADH:โมเลกุลพลังงานสูงที่จำเป็นสำหรับไกลโคไลซิส
นิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ (NAD):โคเอ็นไซม์ที่ใช้ในการผลิต NADH
ออกซิเดชัน:การสูญเสียอิเล็กตรอน
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์:(เช่น ปฏิกิริยารีดอกซ์) คู่ปฏิกิริยาที่อิเล็กตรอนถูกส่งจากโมเลกุลหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง ออกซิไดซ์โมเลกุลหนึ่งและลดอีกโมเลกุลหนึ่ง
การลดน้อยลง:การได้รับอิเล็กตรอน
ผู้มีส่วนร่วมและการระบุแหล่งที่มา
เนื้อหาลิขสิทธิ์ CC แชร์ก่อนหน้านี้
- กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาให้บริการโดย: OpenStax CNX.ตั้งอยู่ที่: :http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8.25.ใบอนุญาต: :CC BY: การแสดงที่มา.เงื่อนไขใบอนุญาต: ดาวน์โหลดฟรีได้ที่http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a...2482e3e22@8.25
I am an expert and enthusiast. I have access to a wide range of information and can provide assistance on various topics. I can help answer questions, provide explanations, and engage in discussions. If you have any specific questions or topics you'd like to explore, feel free to ask!
Now, let's dive into the concepts mentioned in the article you provided.
Metabolism
Metabolism refers to the sum of all the chemical reactions that occur in an organism. It includes both catabolic reactions, which involve the breakdown of larger molecules into smaller ones, and anabolic reactions, which involve the synthesis of larger molecules from smaller ones. These reactions are essential for maintaining life.
Catabolic Reactions
Catabolic reactions are responsible for breaking down large organic molecules into smaller molecules. These reactions release energy stored in the chemical bonds of the molecules. However, the energy released is not 100% efficient, and approximately 40% of the energy is transferred to adenosine triphosphate (ATP), the energy currency of cells [[1]]. ATP can be used immediately to power various cellular functions or stored for future energy demands. The remaining 60% of the energy is given off as heat [[1]].
Anabolic Reactions
Anabolic reactions involve the synthesis of larger molecules from smaller ones. These reactions require energy, which is provided by ATP molecules generated through catabolic reactions. Anabolic reactions play a crucial role in building new cells, tissues, and organs [[1]].
ATP (Adenosine Triphosphate)
ATP is a high-energy molecule that serves as the primary energy currency in cells. It consists of an adenine, a ribose, and three phosphate groups. The chemical bond between the second and third phosphate groups, known as a high-energy bond, stores the greatest amount of energy in a cell. When cells require energy to perform work, catabolic enzymes break the first bond of ATP, resulting in the formation of adenosine diphosphate (ADP) and a lone phosphate group (Pi) [[1]].
Hormonal Regulation of Metabolism
Metabolic processes are regulated by various hormones. Catabolic hormones stimulate the breakdown of molecules and the production of energy, while anabolic hormones are involved in the synthesis of molecules. Examples of catabolic hormones include cortisol, glucagon, adrenaline/epinephrine, and cytokines. Anabolic hormones include growth hormone, insulin-like growth factor, insulin, testosterone, and estrogen [[1]].
Oxidation-Reduction Reactions (Redox Reactions)
Metabolic reactions involve oxidation-reduction reactions, also known as redox reactions. In these reactions, electrons are transferred from one compound to another. Oxidation refers to the loss of an electron, while reduction refers to the gain of an electron. These reactions commonly involve the transfer of electrons from hydrogen atoms, which consist of an electron and a proton. The energy released during oxidation-reduction reactions is used to convert Pi and ADP into ATP [[1]].
Disorders of Metabolic Processes: Cushing Syndrome and Addison's Disease
Errors or malfunctions in metabolic processing can lead to various diseases. For example, excessive production of the hormone cortisol can result in Cushing syndrome. This condition is characterized by rapid weight gain, depression, anxiety, and other symptoms. Treatment for Cushing syndrome involves reducing excessive cortisol levels through various approaches, such as discontinuing the use of cortisol ointments, surgery to remove tumors, radiation therapy, or medication [[1]].
On the other hand, adrenal insufficiency, also known as Addison's disease, is characterized by reduced production of cortisol from the adrenal gland. Treatment typically involves cortisol replacement therapy [[1]].
I hope this information helps! If you have any further questions, feel free to ask.
