Що таке метаболізм
Стейтед Кліерлі представляє: Що таке метаболізм, або обмін речовин?
Багато людей мають неправильне уявлення, що слово метаболізм якось пов’язане зі схудненням.
Це лиш частково правильно.
Вивчення метаболізму дійсно включає дослідження того, як клітина будує, зберігає і розщеплює жири.
Але метаболізм набагато цікавіший ніж сучасні тенденції схуднення.
Клітинний метаболізм може бути визначений як сукупність усіх контрольованих хімічних реакцій, які відбуваються всередині клітини.
Метаболізм настільки важливий, що деякі хіміки, які працюють з НАСА в Національному науковому центрі дослідження хімічної еволюції вважають, що глибше розуміння метаболізму може допомогти нам зрештою зрозуміти походження самого життя.
І, також, дізнатися де шукати життя в космосі.
Ми часто думаємо про окремі клітини як про прості речі, але в очах хіміка клітина - це дуже активна і надзвичайно складна хімічна система.
Клітини в нашому організмі і, як наслідок, самі наші тіла краще уявляти не як речі, а як вихори.
Ви - це безперервний потік, або вир матерії та енергії.
Їжа, вода та кисень постійно споживаються вашими клітинами.
Побічні продукти, на кшталт СО2 постійно видаляються, коли ви, наприклад, дихаєте.
Інші продукти обміну речовин, зазвичай, видаляються різними шляхами.
Молекули, з яких складається ваша шкіра, постійно оновлюються, повністю замінюючись приблизно кожні 48 днів.
Ваші кістки, не зважаючи на те, що здаються твердими, теж проходять цикл повного оновлення приблизно кожні 10 років.
Отже, ще раз, ви - це вихор.
Ваш клітинний метаболізм складається із сотень різних реакцій.
Щоб зрозуміти їх усі, дослідники часто розділяють їх на дві основні категорії.
Анаболічний обмін речовин - реакції, в яких з простих молекул синтезуються складніші.
І катаболічний обмін речовин - реакції, в яких розкладаються або деградують відносно великі органічні молекули.
Щоб запам’ятати цю відмінність, уявляйте катаболізм як катастрофу, оскільки катаболічні реакції розкладають речовини.
Коли ви їсте яблуко, ваш травний тракт розщеплює його на окремі молекули - цукри, жири і амінокислоти.
Ці речовини поглинаються кишківником, надходять у кров, а потім розподіляються по клітинах вашого тіла.
Опинившись всередині клітини в дію вступають метаболічні реакції, перетворюючи ці молекули на маленькі частинки вас.
Ми часто сприймаємо цей процес як належне, але він настільки важливий і дивовижний, що його варто повторити.
Клітинний метаболізм, тобто її внутрішня мережа хімічних реакцій, задіює молекули з навколишнього середовища, молекули яблука в нашому випадку, розкладає їх і перетворює на частини самої клітини.
Іноді клітина будує частини для своїх власних молекул, які були пошкоджені.
А іноді вона будує енергетичні молекули.
Ці молекули діють як паливо, забезпечуючи життєдіяльність клітини.
М’язові клітини використовують енергетичні молекули для свого скорочення.
Клітини мозку використовують їх, щоб допомогти вам формувати думки тощо.
Ця діаграма показує лише деякі з багатьох мереж, циклів та послідовностей хімічних реакцій, що відбуваються всередині ваших клітин.
Як ви можете бачити, клітинний метаболізм достатньо складний.
Різні види живих істот розвинули різні метаболічні шляхи, що є однією з причин того, що вони часто використовують різні речовини як їжу.
Сірководень, наприклад, дуже токсичний для нас, людей, але деякі види бактерій насправді живляться ним.
Вчені, які вивчають походження життя, з’ясували, що одна, дуже особлива послідовність метаболічних реакцій - цикл перетворення лимонної кислоти - існує в тій чи іншій формі практично в усіх вивчених біологічних видів.
Той факт, що цитратний цикл універсальний для всіх істот, передбачає, що він є водночас і надзвичайно давнім і надзвичайно важливим.
Цитратний цикл, який також називається циклом Кребса на честь дослідника, який його відкрив, починається, коли частинки їжі, цукри, жири й амінокислоти, перетворюються на лимонну кислоту.
Лимонна кислота шляхом зв’язування з іншими молекулами, а потім з наступним їхнім розщепленням, знову ж різними шляхами, перетворюється на різні види молекул, а потім знову на лимонну кислоту.
Такий рух по колу може здаватися контрпродуктивним, але багато цих похідних молекул перетворюються у цьому процесі на частини, або принаймні попередники частин, потрібних вашим клітинам для відновлення пошкоджених молекул, росту, розмноження і руху.
Цикл перетворення лимонної кислоти - це рушійна сила життя.
І того виру реакцій всередині ваших клітин.
У нашому випадку жири, цукри і амінокислоти з нашої їжі розщеплюються і, зрештою, беруть участь у циклі лимонної кислоти.
Діоксид вуглецю і вода утворюються як відходи, які ми потім видихаємо.
Однак, у деяких видів бактерій цей цикл відбувається у зворотному напрямі.
Вода і діоксид вуглецю, що використовуються як джерело живлення, реагують разом, щоб в підсумку виробити великі вуглецеві молекули, які бактерії використовують для створення жирів, цукрів і амінокислот.
Оскільки у зворотному циклі перетворення лимонної кислоти задіяні такі прості молекули як вода і діоксид вуглецю, яких було вдосталь на ранній Землі, деякі дослідники вважають, що зворотний цикл лимонної кислоти був названий так помилково.
Він, ймовірно, існував задовго до нормального цитратного циклу.
Насправді, деякі вчені стверджують, що зворотний цикл лимонної кислоти, або щось схоже на нього, міг передувати самому життю і, можливо, дав поштовх появі перших живих клітин на нашій планеті.
Ми більше поговоримо про це в майбутньому відео.
Отже, підсумовуючи, що таке клітинний метаболізм?
Клітинний метаболізм - це сума, або сукупність всіх контрольованих хімічних реакцій, які відбуваються всередині живої клітини.
Анаболічні реакції задіюють прості молекули, об’єднуючи їх для утворення нових складніших сполук.
Катаболічні реакції - це розпад, або деградація складних молекул на простіші.
В основі метаболізму лежить особливий цикл катаболічних і анаболічних реакцій, які називається циклом перетворення лимонної кислоти, або циклом Кребса.
Ви - це вир, вир хімічних реакцій.
Я, Джон Перрі, і обмін речовин.
Стейтед Кліерлі.
