Why is Metabolism Essential for Life?
Metabolisme is de som van alle chemische en fysische processen waarbij het lichaam mooleculen
opbouwt en afbreekt. Calorimeter is een instrument die de vrijgekomen energie kan meten,
koolstofdioxide, water en thermische energie wanneer voedsel verbrand wordt. Chemische energie
hebben cellen nodig om te groeien, reproduceren, reparatie van cellen en het behouden van de
functies.
Anabolism and Catabolism Require or Release Energy
Anabolisme is het proces van grotere, complexe moleculen maken van kleinere, basismoleculen.
Anabolisme heeft energie nodig en is nodig voor groei, reparatie, onderhoud van lichaamsweefsels en
synthese van chemische producten essentieel voor de menselijke functionering.
Katabolisme is de afbraak of degradatie van grote, complexe moleculen tot kleine, basismoleculen.
Katabolisme heeft energie nodig (meestal komt die van anabolisme). Katabolisme wordt ook gebruikt
om oude cellen of weefsels af te breken dat gerepareerd of vervangen moet worden. Katabolisme en
anabolisme moet in evenwicht zijn om gezond te zijn. (bij ziekte is katabolisme hoger, bij baby’s is de
anabolisme hoger).
Energy Stores in Adenosine Triphosphate Fuels the Work of All Body Cells
De energie die vrijkomt bij katabolisme wordt bijeengepakt als ATP (1 molecuul adenosine, ribose en
3 fosfaatgroepen). De cellen gebruiken het als metabolische energie waarbij de energie in de
bindingen tussen de fosfaatgroepen zit. Een klein deel van de ATP is opgeslagen voor direct gebruik,
het andere dient gemaakt te worden door katabolisme van glucose, glycerol, vetzuren en
aminozuren. ADP heeft 2 fosfaatgroepen, AMP heeft 1 fosfaatgroep.
What Chemical Reactions Are Fundamental to Metabolism?
Metabolische paden zijn clusters van chemische reacties dat in een bepaalde volgorde voorkomt en
een specifiek doel heeft (bijv. afbreken van glucose). Cellen hebben verschillende metabolische paden
en deze komen in specifieke delen van de cel voor. Glycolyse vindt plaats in het cytosol vanwege dat
daar alle enzymen zijn die nodig zijn voor het proces. In de itochondrien wordt energie geproduceerd
in de vorm van ATP. Metabolische paden kunnen ook alleen in bepaalde organen of weefsels
voorkomen.
In Dehydration Synthesis and Hydrolysis Reactions, Water reacts wits Molecules
Dehydratatie (condensatie) en hydrylose zijn chemische reacties van water. Condensatie is een
anabool proces waarbij water ontstaat. Hydrolyse is een katabool proces en hierbij wordt water
gebruikt om het product af te breken.
In Phosphorylation Reactions, Molecules Exchange Phosphate
Het proces waarbij fosfaat wordt getransporteerd van het ene molecuul naar een andere heet
fosforilatie. Defosforilisatie is wanneer een fosfaatgroep verwijderd wordt.
In Oxidation-Reduction Reactions, Molecules Exchange Electrons
Bij oxidative-reductie reacties (redoxreacties) worden elektronen overgedragen in de vorm van
waterstof. De molecuul die een elektron afstaat is geoxideerd en de molecuul die een elektron krijgt is
gereduceerd. Een voorbeeld is FADH2 die makkelijk geoxideerd kan worden omdat hij elektronen kan
afstaan. FAD kan makkelijk gereduceerd worden omdat die water kan additeren.
Enzymes Mediate Metabolic Reactions
Chemische reacties worden geholpen door enzymen. Enzymen zijn essentieel voor de coördinatie van
het metabolisme doordat de enzymconcentratie aangeeft wat er moet gebeuren. Enzymen hebben
cofactoren nodig om te functioneren. Dit zijn kleine, niet-eiwitachtige substanties (mineralen; zink)
die de enzymen temperen of juist activeren.
, Wanneer de cofactor organisch is (bevat C) wordt het een coenzym (vitamines; FAD) genoemd.
Glucokinase is het enzym die een fosfaatgroep toevoegt aan een molecuul glucose.
How is energy Extracted from Carbohydrates?
de meeste koolhydraten worden gedigesteerd en geabsorbeerd als glucose. De glucose wordt
getransporteerd naar de lever waarbij het volgende gedaan kan worden:
Glucose kan gefosforileerd worden en opgeslagen worden in de lever als glycogeen
Glucose kan gefosforileerd worden en gemetaboliseerd worden in de lever voor energie om
andere glucosebevattende delen te maken
De glucose kan vrijgegegeven worden in het bloed waardoor andere cellen in het lichaam het
op kunnen nemen als energie.
De glucose kan opgeslagen worden, als er een overschot is, als triglyceriden in vetweefsel.
De oxidatie van glucose voor energieproductie gebeurt in drie stappen namelijk 1. Glycolyse, 2. De
Krebscyclus/citroenzuurcyclus/TCA) 3. Elektronentransportketen.
In Glycolysis, Glucose is Broken Down into Pyruvate
Het metabolische pad begint dus bij glycolyse. Het gebeurt in de cytosol dus cellen zonder
mitochondriën kunnen ook energie halen uit dit proces. Daarnaast gebeurt het ook anaeroob dus er
hoeft geen zuurstof te zijn. Tijdens de glycolyse wordt glucose omgezet in twee moleculen pyruvaat.
Eerst wordt glucose gefosforiliseerd waarbij er een fosfaat aan glucose komt te zitten en ADP
overblijft. Glycolys heeft 2 moleculen ATP nodig omdat die maar 4 ATP produceert en er 2 ATP
overblijft als netto energie. NAD is de coenzym en wordt omgezet in NADH door de
waterstofmoleculen. Wanneer pyruvaat gebruikt moet worden voor de productie van energie moeten
ze meerdere stappen ondergaan en ligt het aan of er zuurstof aanwezig is (aeroob) of niet (anaeroob).
Wanneer er geen energie nodig is wordt het opgeslagen als glycogeen. Van pyruvaat naar glucose
heet gluceogenesis.
In the Absence of Oxygen, Pyruvate is Converted to Lactic Acid
Wanneer zuurstof niet aanwezig is wordt pyruvaat omgezet in lactaat waarbij 2 elektronen = 2
waterstofionen van NADH naar lactaat verhuizen waardoor NAD + ontstaat. De anaerobe omzetting
komt voor in cellen waar geen mitochondriën aanwezig zijn of in spieren als ze niet genoeg zuurstof
krijgen vanwege hoge spanning. Het heeft weinig energie tot gevolg, alleen de 2 ATP van de
omzetting van glucose naar pyruvaat. Het lactaat wordt opgeslagen in weefsels en gaat via de spieren
naar het bloed die het terugtransporteert naar de lever. Wanneer zuurstof aanwezig is kan het weer
terug omgezet worden tot pyruvaat die vervolgens tot glucose kan worden omgezet.
In the Presence of Oxygen, Pyruvate is Coverted to Acetyl-CoA
In een aeroob milieu wordt pyruvaat (C3) omgezet in acetyl-CoA (C2) in de mitochondriën. Er komt
NADH + H+ vrij bij deze reactie wat eerst NAD+ was. De koolstofatoom die overblijft komt in de CO 2
terecht die vrijkomt. Er is geen terugkoppeling mogelijk naar glucosesynthese. De Acetyl-CoA wordt
omgezet in ATP of in vetzuren (alleen wanneer het teveel ATP heeft). Het is een belangrijke stap
vanwege dat het een verbindende factor is van glycolyse naar de citroenzuurcyclus. Acetyl-CoA kan
niet alleen uit glucose gemaakt worden maar ook uit vetzuren en aminozuren.
The TCA Cycle Begins with the Entry of Acetyl CoA
De TCA cyclus is een continue cirkel van acht metabolische reacties. De TCA cirkel bevindt zich in de
mitochondriën waar ook de elektronentransportketen plaatsvindt. De twee koolstofatomen van
acetyl-CoA eindigen als twee moleculen CO2 . De producten die gemaakt worden zijn belangrijk om
de TCA cirkel continue te laten verlopen, anders daalt hij significant in energie. In de reactie komt dus
twee moleculen CO2 vrij en een molecuul GTP (hetzelfde als ATP), NADH en FADH 2.
Metabolisme is de som van alle chemische en fysische processen waarbij het lichaam mooleculen
opbouwt en afbreekt. Calorimeter is een instrument die de vrijgekomen energie kan meten,
koolstofdioxide, water en thermische energie wanneer voedsel verbrand wordt. Chemische energie
hebben cellen nodig om te groeien, reproduceren, reparatie van cellen en het behouden van de
functies.
Anabolism and Catabolism Require or Release Energy
Anabolisme is het proces van grotere, complexe moleculen maken van kleinere, basismoleculen.
Anabolisme heeft energie nodig en is nodig voor groei, reparatie, onderhoud van lichaamsweefsels en
synthese van chemische producten essentieel voor de menselijke functionering.
Katabolisme is de afbraak of degradatie van grote, complexe moleculen tot kleine, basismoleculen.
Katabolisme heeft energie nodig (meestal komt die van anabolisme). Katabolisme wordt ook gebruikt
om oude cellen of weefsels af te breken dat gerepareerd of vervangen moet worden. Katabolisme en
anabolisme moet in evenwicht zijn om gezond te zijn. (bij ziekte is katabolisme hoger, bij baby’s is de
anabolisme hoger).
Energy Stores in Adenosine Triphosphate Fuels the Work of All Body Cells
De energie die vrijkomt bij katabolisme wordt bijeengepakt als ATP (1 molecuul adenosine, ribose en
3 fosfaatgroepen). De cellen gebruiken het als metabolische energie waarbij de energie in de
bindingen tussen de fosfaatgroepen zit. Een klein deel van de ATP is opgeslagen voor direct gebruik,
het andere dient gemaakt te worden door katabolisme van glucose, glycerol, vetzuren en
aminozuren. ADP heeft 2 fosfaatgroepen, AMP heeft 1 fosfaatgroep.
What Chemical Reactions Are Fundamental to Metabolism?
Metabolische paden zijn clusters van chemische reacties dat in een bepaalde volgorde voorkomt en
een specifiek doel heeft (bijv. afbreken van glucose). Cellen hebben verschillende metabolische paden
en deze komen in specifieke delen van de cel voor. Glycolyse vindt plaats in het cytosol vanwege dat
daar alle enzymen zijn die nodig zijn voor het proces. In de itochondrien wordt energie geproduceerd
in de vorm van ATP. Metabolische paden kunnen ook alleen in bepaalde organen of weefsels
voorkomen.
In Dehydration Synthesis and Hydrolysis Reactions, Water reacts wits Molecules
Dehydratatie (condensatie) en hydrylose zijn chemische reacties van water. Condensatie is een
anabool proces waarbij water ontstaat. Hydrolyse is een katabool proces en hierbij wordt water
gebruikt om het product af te breken.
In Phosphorylation Reactions, Molecules Exchange Phosphate
Het proces waarbij fosfaat wordt getransporteerd van het ene molecuul naar een andere heet
fosforilatie. Defosforilisatie is wanneer een fosfaatgroep verwijderd wordt.
In Oxidation-Reduction Reactions, Molecules Exchange Electrons
Bij oxidative-reductie reacties (redoxreacties) worden elektronen overgedragen in de vorm van
waterstof. De molecuul die een elektron afstaat is geoxideerd en de molecuul die een elektron krijgt is
gereduceerd. Een voorbeeld is FADH2 die makkelijk geoxideerd kan worden omdat hij elektronen kan
afstaan. FAD kan makkelijk gereduceerd worden omdat die water kan additeren.
Enzymes Mediate Metabolic Reactions
Chemische reacties worden geholpen door enzymen. Enzymen zijn essentieel voor de coördinatie van
het metabolisme doordat de enzymconcentratie aangeeft wat er moet gebeuren. Enzymen hebben
cofactoren nodig om te functioneren. Dit zijn kleine, niet-eiwitachtige substanties (mineralen; zink)
die de enzymen temperen of juist activeren.
, Wanneer de cofactor organisch is (bevat C) wordt het een coenzym (vitamines; FAD) genoemd.
Glucokinase is het enzym die een fosfaatgroep toevoegt aan een molecuul glucose.
How is energy Extracted from Carbohydrates?
de meeste koolhydraten worden gedigesteerd en geabsorbeerd als glucose. De glucose wordt
getransporteerd naar de lever waarbij het volgende gedaan kan worden:
Glucose kan gefosforileerd worden en opgeslagen worden in de lever als glycogeen
Glucose kan gefosforileerd worden en gemetaboliseerd worden in de lever voor energie om
andere glucosebevattende delen te maken
De glucose kan vrijgegegeven worden in het bloed waardoor andere cellen in het lichaam het
op kunnen nemen als energie.
De glucose kan opgeslagen worden, als er een overschot is, als triglyceriden in vetweefsel.
De oxidatie van glucose voor energieproductie gebeurt in drie stappen namelijk 1. Glycolyse, 2. De
Krebscyclus/citroenzuurcyclus/TCA) 3. Elektronentransportketen.
In Glycolysis, Glucose is Broken Down into Pyruvate
Het metabolische pad begint dus bij glycolyse. Het gebeurt in de cytosol dus cellen zonder
mitochondriën kunnen ook energie halen uit dit proces. Daarnaast gebeurt het ook anaeroob dus er
hoeft geen zuurstof te zijn. Tijdens de glycolyse wordt glucose omgezet in twee moleculen pyruvaat.
Eerst wordt glucose gefosforiliseerd waarbij er een fosfaat aan glucose komt te zitten en ADP
overblijft. Glycolys heeft 2 moleculen ATP nodig omdat die maar 4 ATP produceert en er 2 ATP
overblijft als netto energie. NAD is de coenzym en wordt omgezet in NADH door de
waterstofmoleculen. Wanneer pyruvaat gebruikt moet worden voor de productie van energie moeten
ze meerdere stappen ondergaan en ligt het aan of er zuurstof aanwezig is (aeroob) of niet (anaeroob).
Wanneer er geen energie nodig is wordt het opgeslagen als glycogeen. Van pyruvaat naar glucose
heet gluceogenesis.
In the Absence of Oxygen, Pyruvate is Converted to Lactic Acid
Wanneer zuurstof niet aanwezig is wordt pyruvaat omgezet in lactaat waarbij 2 elektronen = 2
waterstofionen van NADH naar lactaat verhuizen waardoor NAD + ontstaat. De anaerobe omzetting
komt voor in cellen waar geen mitochondriën aanwezig zijn of in spieren als ze niet genoeg zuurstof
krijgen vanwege hoge spanning. Het heeft weinig energie tot gevolg, alleen de 2 ATP van de
omzetting van glucose naar pyruvaat. Het lactaat wordt opgeslagen in weefsels en gaat via de spieren
naar het bloed die het terugtransporteert naar de lever. Wanneer zuurstof aanwezig is kan het weer
terug omgezet worden tot pyruvaat die vervolgens tot glucose kan worden omgezet.
In the Presence of Oxygen, Pyruvate is Coverted to Acetyl-CoA
In een aeroob milieu wordt pyruvaat (C3) omgezet in acetyl-CoA (C2) in de mitochondriën. Er komt
NADH + H+ vrij bij deze reactie wat eerst NAD+ was. De koolstofatoom die overblijft komt in de CO 2
terecht die vrijkomt. Er is geen terugkoppeling mogelijk naar glucosesynthese. De Acetyl-CoA wordt
omgezet in ATP of in vetzuren (alleen wanneer het teveel ATP heeft). Het is een belangrijke stap
vanwege dat het een verbindende factor is van glycolyse naar de citroenzuurcyclus. Acetyl-CoA kan
niet alleen uit glucose gemaakt worden maar ook uit vetzuren en aminozuren.
The TCA Cycle Begins with the Entry of Acetyl CoA
De TCA cyclus is een continue cirkel van acht metabolische reacties. De TCA cirkel bevindt zich in de
mitochondriën waar ook de elektronentransportketen plaatsvindt. De twee koolstofatomen van
acetyl-CoA eindigen als twee moleculen CO2 . De producten die gemaakt worden zijn belangrijk om
de TCA cirkel continue te laten verlopen, anders daalt hij significant in energie. In de reactie komt dus
twee moleculen CO2 vrij en een molecuul GTP (hetzelfde als ATP), NADH en FADH 2.
