Vad är energimetabolism?
Energimetabolism definieras vanligtvis som hela organismens kemiska processer. Dessa kemiska processer har vanligtvis formen av komplexa metaboliska vägar i cellen, i allmänhet kategoriserade som antingen kataboliska eller anaboliska . Hos människor benämns studien av hur energi flödar och bearbetas i kroppen bioenergetics , och är huvudsakligen bekymrad över hur makromolekyler som fett, proteiner och kolhydrater bryts ned för att tillhandahålla användbar energi för tillväxt, reparation och fysisk aktivitet. Byggnaden av makromolekyler från mindre komponenter, såsom syntes av proteiner från aminosyror, och användningen av ATP för att kraft muskulös sammandragning är exempel på anabola vägar. För att driva anabola processer donerar ATP en enda fosfatmolekyl och släpper lagrad energi under processen. En gång en fungerande celL: s tillförsel av ATP tappas, mer måste genereras av katabolisk energimetabolism för att cellulärt arbete ska fortsätta.
Kataboliska vägar är de som delar upp stora molekyler i sina beståndsdelar och släpper energi i processen. Den mänskliga kroppen kan syntetisera och lagra sin egen ATP genom både anaerob och aerob energimetabolism. Anaerob metabolism äger rum i frånvaro av syre och är förknippad med korta, intensiva energibrister. Aerob metabolism är nedbrytningen av makromolekyler i närvaro av syre och är associerad med lägre intensitetsövning, liksom cellens dagliga arbete.
Anaerob energimetabolism förekommer i två former, ATP-kreatine fosfatsystem och snabb glykolys . ATP-kreatine fosfatsystemet använder lagrade kreatinfosfatmolekyler för att regenerera ATP som har tappats och bryts ned till dess låg-Energiform, adenosindifosfat (ADP). Kreatinfosfatet donerar en fosfatmolekyl med hög energi till ADP och ersätter därmed använt ATP och återupptog cellen. Muskelceller innehåller vanligtvis tillräckligt med fritt flytande ATP- och kreatinfosfat för att driva ungefär tio sekunder av intensiv aktivitet, varefter cellen måste växla till den snabba glykolysprocessen.
Snabb glykolys syntetiserar ATP från glukos i blodet och glykogen i muskeln, med mjölksyra producerad som en biprodukt. Denna form av energimetabolism är förknippad med korta, intensiva utbrott av aktivitet och mos; såsom kraftlyftning eller sprintning-när det hjärt-respiratoriska systemet inte har tid att leverera tillräckligt syre till arbetscellerna. När snabb glykolys fortskrider ackumuleras mjölksyra på muskeln, vilket orsakar ett tillstånd som kallas mjölksyraos eller, mer informellt, muskelförbränning. Snabb glykolys producerar majoriteten av ATP som används från tio sekunder till två minuter av EXercise, varefter det tid som hjärt-respiratoriskt har haft möjlighet att leverera syre till arbetsmusklerna och aerob metabolism börjar.
aerob metabolism sker på ett av två sätt, snabb glykolys eller fettsyraoxidation . Snabb glykolys, som långsam glykolys, bryter ner glukos och glykogen för att producera ATP. Eftersom det gör det i närvaro av syre är processen emellertid en fullständig kemisk reaktion. Medan snabb gykolys producerar två molekyler av ATP för varje glukosmolekyl metaboliserad, kan långsam gykolys producera 38 ATP -molekyler från samma mängd bränsle. Eftersom det inte finns någon mjölksyraansamling under reaktionen har snabb glykolys ingen tillhörande muskelförbränning eller trötthet.
Slutligen är den långsammaste och mest effektiva formen av energimetabolism fettsyraoxidation. Detta är processen som används för att driva aktiviteter som matsmältning och cellulär reparation och tillväxt, samt träningsaktiviteter för lång varaktighet, såsom maratonkörningeller simning. I stället för att använda glukos eller glykogen som bränsle, förbränner denna process fettsyror som lagras i kroppen och kan producera så många som 100 ATP -molekyler per enhet fettsyror. Även om detta är en mycket effektiv, högenergiprocess, kräver det stora mängder syre och inträffar endast efter 30 till 45 minuter med lågintensiv aktivitet.