Hoofdstuk 13 - Hoe kunnen cellen energie halen uit voedsel
Wat is metabolisme:
- Katabolisme: groot deel van energie die is opgeslagen in de chemische bindingen
van voedselmoleculen wordt verkwist als warmte. Deel van deze energie wordt
omgezet in nuttige vormen van energie die nodig is om de synthese van nieuwe
moleculen in anabole reacties te stimuleren.
- Anabolisme: biosynthese pad, energie gebruiken om moleculen te vormen nodig
voor de cel.
=> Metabole paden - twee doelen:
1. Genereren van voldoende nuttige energie.
2. Verzamelen van alle essentiële bouwstenen.
Basaal metabolisme ( vooral lever, hart, nieren en hersenen):
-> Energie nodig om voedsel te verteren.
-> Energie nodig voor arbeid door spieren.
Metabole flux:
- Bepaald door:
➔ Concentratieverschillen substraat en product
➔ Diffusieafstanden en toegankleijkheid van de enzymen voor hun substraat
➔ Beschikbaarheid en mate van activiteit van enzymen!!
-> Flux-bepalende enzymen (welk substraat aan welke snelheid wordt gebruikt)
Afbraak en gebruik van suikers en vetten:
Oxidatie van suikers gebeurd in
stapjes, anders kunnen carriers de
energie niet opslaan.
Bij elke stap houdt een enzym de
reactie onder controle en verlaagt het
de energie barrière
In een cel katalyseren enzymen de afbraak van suikers, waarbij een deel van de
vrijgekomen vrije energie wordt opgevangen door de vorming van geactiveerde dragers -
meestal ATP en NADH.
,
, Afbraak van voedselmoleculen in drie stappen:
Proteïnen, lipiden en polysachariden moeten
afgebroken worden voordat de cel deze kan
gebruiken als energiebron of als bouwstenen voor
andere moleculen.
FASE 1:
Enzymatische afbreking in het
spijsverteringsstelsel of in lysosomen van grote
voedselmocelulen.
Polymere voedselmoleculen worden afgebroken
tot monomere moleculen.
- Proteïnen -> aminozuren
- Polysachariden -> suikers
- Vetten -> vetzuren en glycerol
Hierna dringen de moleculen het cytosol binnen,
waar de oxidatie gelijkmatig voortzet.
FASE 2:
-> Begint in cytosol en eindigt in mitochondrion.
-> Door glycolyse wordt glucose omgezet in
pyruvaat.
-> Tijdens deze glycolyse worden twee carriers
(ATP en NADH) aangemaakt.
-> Het pyruvaat wordt overgebracht naar de matrix van het mitochondrion, waar het door
een groot enzymcomplex wordt omgezet in Acetyl CoA en CO2
-> Acetyl CoA wordt ook aangemaakt door de afbraak en oxidatie van vetzuur.
FASE 3:
-> In mitochondriën
- Begint met de citroenzuurcyclus in de mitochondriale matrix en eindigt met oxidatieve
fosforylering op het mitochondriale binnenmembraan.
- De NADH die in fase 2 wordt gegenereerd, wordt toegevoegd aan de NADH die
wordt geproduceerd door de citroenzuurcyclus om de productie van grote
hoeveelheden ATP door oxidatieve fosforylering te stimuleren.
=> De netto producten van de volledige oxidatie van voedsel zijn ATP, NADH, CO2 en H2O.
De ATP en NADH leveren de energie en elektronen die nodig zijn voor biosynthese; de CO2
en H2O zijn afvalproducten.
Wat is metabolisme:
- Katabolisme: groot deel van energie die is opgeslagen in de chemische bindingen
van voedselmoleculen wordt verkwist als warmte. Deel van deze energie wordt
omgezet in nuttige vormen van energie die nodig is om de synthese van nieuwe
moleculen in anabole reacties te stimuleren.
- Anabolisme: biosynthese pad, energie gebruiken om moleculen te vormen nodig
voor de cel.
=> Metabole paden - twee doelen:
1. Genereren van voldoende nuttige energie.
2. Verzamelen van alle essentiële bouwstenen.
Basaal metabolisme ( vooral lever, hart, nieren en hersenen):
-> Energie nodig om voedsel te verteren.
-> Energie nodig voor arbeid door spieren.
Metabole flux:
- Bepaald door:
➔ Concentratieverschillen substraat en product
➔ Diffusieafstanden en toegankleijkheid van de enzymen voor hun substraat
➔ Beschikbaarheid en mate van activiteit van enzymen!!
-> Flux-bepalende enzymen (welk substraat aan welke snelheid wordt gebruikt)
Afbraak en gebruik van suikers en vetten:
Oxidatie van suikers gebeurd in
stapjes, anders kunnen carriers de
energie niet opslaan.
Bij elke stap houdt een enzym de
reactie onder controle en verlaagt het
de energie barrière
In een cel katalyseren enzymen de afbraak van suikers, waarbij een deel van de
vrijgekomen vrije energie wordt opgevangen door de vorming van geactiveerde dragers -
meestal ATP en NADH.
,
, Afbraak van voedselmoleculen in drie stappen:
Proteïnen, lipiden en polysachariden moeten
afgebroken worden voordat de cel deze kan
gebruiken als energiebron of als bouwstenen voor
andere moleculen.
FASE 1:
Enzymatische afbreking in het
spijsverteringsstelsel of in lysosomen van grote
voedselmocelulen.
Polymere voedselmoleculen worden afgebroken
tot monomere moleculen.
- Proteïnen -> aminozuren
- Polysachariden -> suikers
- Vetten -> vetzuren en glycerol
Hierna dringen de moleculen het cytosol binnen,
waar de oxidatie gelijkmatig voortzet.
FASE 2:
-> Begint in cytosol en eindigt in mitochondrion.
-> Door glycolyse wordt glucose omgezet in
pyruvaat.
-> Tijdens deze glycolyse worden twee carriers
(ATP en NADH) aangemaakt.
-> Het pyruvaat wordt overgebracht naar de matrix van het mitochondrion, waar het door
een groot enzymcomplex wordt omgezet in Acetyl CoA en CO2
-> Acetyl CoA wordt ook aangemaakt door de afbraak en oxidatie van vetzuur.
FASE 3:
-> In mitochondriën
- Begint met de citroenzuurcyclus in de mitochondriale matrix en eindigt met oxidatieve
fosforylering op het mitochondriale binnenmembraan.
- De NADH die in fase 2 wordt gegenereerd, wordt toegevoegd aan de NADH die
wordt geproduceerd door de citroenzuurcyclus om de productie van grote
hoeveelheden ATP door oxidatieve fosforylering te stimuleren.
=> De netto producten van de volledige oxidatie van voedsel zijn ATP, NADH, CO2 en H2O.
De ATP en NADH leveren de energie en elektronen die nodig zijn voor biosynthese; de CO2
en H2O zijn afvalproducten.
