Was ist der Energiestoffwechsel?

Energiestoffwechsel wird im Allgemeinen als die gesamte chemische Prozesse eines Organismus definiert. Diese chemischen Prozesse haben typischerweise die Form komplexer Stoffwechselwege in der Zelle, die im Allgemeinen als entweder catabolische oder anabolische kategorisiert sind. Beim Menschen wird die Studie darüber, wie die Energie fließt und im Körper verarbeitet wird, als bioenergetics bezeichnet, und ist hauptsächlich damit befasst, wie Makromoleküle wie Fette, Proteine ​​und Kohlenhydrate zusammenbringen, um die Energie für Wachstum, Reparatur und körperliche Aktivität zu liefern. arbeiten. Das Aufbau von Makromolekülen aus kleineren Komponenten, wie der Synthese von Proteinen aus Aminosäuren und der Verwendung von ATP zur muskulären Kontraktion, sind Beispiele für anabolische Wege. Um anabolische Prozesse zu betreiben, spendet ATP ein einzelnes Phosphatmolekül, wodurch gespeicherte Energie in diesem Prozess freigesetzt wird. Einmal ein funktionierendes CelLs Versorgung mit ATP wird erschöpft, mehr muss durch den katabolen Energiestoffwechsel erzeugt werden, damit die zelluläre Arbeiten fortgesetzt werden. Der menschliche Körper kann seinen eigenen ATP sowohl über den anaeroben als auch durch den aeroben Energiestoffwechsel synthetisieren und aufbewahren. Der anaerobe Metabolismus findet in Abwesenheit von Sauerstoff statt und ist mit kurzen, intensiven Energieausbrüchen verbunden. Der aerobe Metabolismus ist der Abbau von Makromolekülen in Gegenwart von Sauerstoff und ist sowohl mit Übungen mit geringerer Intensität als auch mit der täglichen Arbeit der Zelle verbunden.

anaerobe Energiestoffwechsel tritt in zwei Formen auf, das ATP-Creatin-Phosphatsystem und schnelle Glykolyse . Das ATP-Creatin-Phosphatsystem verwendet gespeicherte Kreatin-Phosphatmoleküle, um ATP zu regenerieren, das abgebaut und zu seinem niedrigen.Energieform, Adenosin -Diphosphat (ADP). Das Kreatin-Phosphat spendet ein hochenergetisches Phosphatmolekül an das ADP, wodurch ausgegebene ATP ersetzt und die Zelle neu gesteigert wird. Muskelzellen enthalten typischerweise genügend frei schwebende ATP- und Kreatinphosphat, um ungefähr zehn Sekunden intensive Aktivität auszuführen, wonach die Zelle auf den schnellen Glykolyseprozess wechseln muss.

Schnelle Glykolyse synthetisiert ATP aus Glucose im Blut und Glykogen im Muskel, wobei Milchsäure als Nebenprodukt erzeugt wird. Diese Form des Energiestoffwechsels ist mit kurzen, intensiven Aktivitätsausbrüchen und Mash verbunden; wie Stromhebe oder Sprint-Wenn das kardio-respiratorische System keine Zeit hat, um den Arbeitszellen einen angemessenen Sauerstoff zu liefern. Im Verlauf einer schnellen Glykolyse akkumuliert sich Milchsäure auf dem Muskel, was zu einer Erkrankung führt, die als Lactic Acidose oder informelleres Muskelverbrennen bekannt ist. Eine schnelle Glykolyse erzeugt den Großteil der ATP, die von zehn Sekunden bis zwei Minuten E verwendet wirdXercise, danach hatte das kardio-respiratorische System die Möglichkeit, den arbeitenden Muskeln Sauerstoff zu liefern, und der aerobe Stoffwechsel beginnt.

Der

aerobe Metabolismus findet auf zwei Arten statt, schnelle Glykolyse oder Fettsäureoxidation . Eine schnelle Glykolyse wie langsame Glykolyse bricht Glukose und Glykogen auf, um ATP zu produzieren. Da dies jedoch in Gegenwart von Sauerstoff der Fall ist, ist das Verfahren eine vollständige chemische Reaktion. Während eine schnelle Gykolyse zwei ATP -Moleküle für jeden metabolisierten Glukosemolekül produziert, kann langsame Gykolyse 38 ATP -Moleküle aus der gleichen Menge an Kraftstoff produzieren. Da es während der Reaktion keine Milchsäureakkumulation gibt, hat eine schnelle Glykolyse keine assoziierte Muskelverbrennung oder Müdigkeit.

Schließlich ist die langsamste und effizienteste Form des Energiestoffwechsels die Fettsäureoxidation. Dies ist der Prozess, mit dem Aktivitäten wie Verdauung und zelluläre Reparatur und Wachstum sowie längere Übungsaktivitäten wie Marathonlauf betrieben werden könnenoder schwimmen. Anstatt Glucose oder Glykogen als Brennstoff zu verwenden, verbrennt dieses Verfahren Fettsäuren, die im Körper gespeichert sind und in der Lage sind, bis zu 100 ATP -Moleküle pro Einheit Fettsäuren zu produzieren. Dies ist zwar ein hocheffizienter, energiereicher Prozess, benötigt jedoch große Mengen an Sauerstoff und tritt erst nach 30 bis 45 Minuten mit niedriger Intensität auf.