Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
กระบวนการเมแทบอลิซึม(Metabolism), Aerobic respiration, Anaerobic…
กระบวนการเมแทบอลิซึม(Metabolism)
พลังงานและกระบวนการเมแทบอลิซึม
(Energy and Metabolism)
กฎอุณหพลวัต(thermodynamic)
พลังงานเปลี่ยนรูปจากรูปหนึ่งไปเป็นรูปหนึ่ง
โดยพลังงานไม่สูญหายไปและไม่เพิ่มขึ้น
เรียก
กฎการคงอยู่ของพลังงาน
การเปลี่ยนรูปพลังงาน
โฟโตเคมิคัล
(photochemical)
พลังงานรังสีเป็นพลังงานเคมี
อิเล็กทรอเคมิคัล
(electrochemical)
ถ่ายพลังงานเคมีจากสารชนิดหนึ่งไปยังสารอีกชนิดหนึ่ง
เคมิคัล
(chemical)
เปลี่ยนพลังงานเคมี โดยเปลี่ยนองค์ประกอบของอะตอม
ในโมเลกุลขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี
เมคานิคัล
(mechamical)
เปลี่ยนพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานกล
เอนไซม์เป็นตัวควบคุมการกระบวนการเมทาบอลิซึม
พลังงานที่ได้จากกระบวนการเมทาบอลิซึมของสารอาหาร
ในร่างกายจะอยู่ในรูปของพลฃังงานความร้อน
หน่วยเป็นแคลอรี่
พลังงานมีหน่วย จูล
ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยจูลและแคลอรี่
1 แคลอรี่ = 4.184 จูล
1 กิโลแคลอรี่ = 4184 จูล
การเปลี่ยนพลังงานจากหน่วยกิโลแคลอรี่เป็นหน่วยกิโลจูล
พลังงาน 3000 กิโลแคลอรี่ เท่ากับ 3000 x 4.184 กิโลจูล
= 12550 กิโลจูล
การเปลี่ยนแปลงของพลังงานและปฏิกิริยาเคมี
ถ้าปฏิกิริยาเคมีเกิดการดูดพลังงานเพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดได้
เรียก
เอนเดอร์โกนิก
ถ้าเกิดการปล่อยพลังงานออกไปในขณะที่เกิดปฏิกิริยาเคมี เรียก
เอกเซอร์โกนิก
พลังงานที่อยู่ในสารเคมี เรียก
พลังงานอิสระของกิบส์
มีพลังงานอิสระเหลือน้อย
มีค่าเป็นลบ
มีพลังงานอิสระที่เกิดขึ้นมากกว่าพลังงานอิสระเริ่มต้น
มีค่าเป็นบวก
FAD & NAD
FAD มีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายๆ NAD
สูตรโครงสร้าง NAD ประกอบด้วย niacin
วิตามินบี3
FAD ประกอบด้วย riboflavin วิตามินบี2
FAD & NAD
หน้าที่โคเอนไซ์ในรับบถ่ายทอดอิเล็กตรอน
การโยกย้ายไฮโดรเจนจากโมเลกุลหนึ่งไปยังโมเลกุลหนึ่ง
อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate หรือ ATP)
ATP พันธะเคมีพลังงานสูง หน้าที่เป็นตัวกลางในการนำ
เอาพลังงานจากที่หนึ่งไปใช้อีกที่หนึ่ง
ฟอสโฟริเลชัน (phosphorylation)
กระบวนการสังเคราะห์ ATP
โดยการถ่ายทอดกลุ่มฟอสเฟตจากสารที่มีพันธะเคมี
พลังงานสูงกว่ามาให ้ADP โดยตรง เรียกว่า
ซับสเตรตฟอสโฟริเลชัน
(substrate phosphorylation)
โดยการรวมตัวของ ADP กับฟอสเฟต ในขณะที่เกิด
การถ่ายทอดอิเล็กตรอนไป ให้ออกซิเจนในกระบวน
การหายใจ ในไมโทคอนเดรีย เรียกว่า
ออกซิเดทีฟ
ฟอสโฟริเลชัน
(oxidative phosphorylation)
เมตาบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต
Carbohydrate metabolism
Glycolysis pathway
เปลี่ยนกลูโคสไปเป็นไพรูเวทและพลังงาน
เกิดในไซโตพลาสซึมของเซลล์ทุกเซลล์ ประกอบด้วย 10 ปฏิกิริยา
Phosphofructokinase -1 เป็นเอนไซม์ควบคุมความเร็ว
1 glucose -----------2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH
ในสภาวะที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอ จะมีการสร้าง
NAD+ กลับคืนมาโดยเอาอิเล็กตรอนจาก NADH
ไปให้ไพรูเวทเพื่อสร้างกรดแล็คติก
ความเข้มข้นของ ATP คือตัวควบคุม
Link reaction
Link reaction : pyruvate เข้าไปในไมโตรคอนเดรีย
แล้วเปลี่ยนเป็น acetyl CoA
โดยเอนไซม์ pyruvate dehydrogenase complex
ซึ่งประกอบด้วย 3 เอนไซม์ และต้องการ coenzyme 5 ชนิด คือ TPP, lipoamide , NAD+,FAD, Coenzyme A,
Electron transport chain
&
oxidative phosphorylation
เกิดที่ inner membrane ของไมโตรคอนเดรีย
มีการสร้างพลังงานเกิดขึ้น จากการถ่ายทอดอิเล็คตรอน
จาก NADH, FADH2 ไปให้ออกซิเจน ผ่าน enzyme
complex 3 ชนิด ซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนย้าย
อิเล็คตรอนจาก matrix ไปที่ intermembrane space
มี Proton motif force เกิดขึ้นประกอบด้วย pH-gradient
และ membrane potential
การที่อิเล็กตรอนกลับเข้าสู่ matrix อีกครั้งผ่าน
ATP synthase ทำให้มีการสร้าง ATP
1 NADH = 3 ATP / 2.5 ATP
1 FADH2 = 2 ATP / 1.5 ATP
ระบบลำเลียง
(Shutter system)
NADH ที่เกิดในไซโตพลาสซึมถูกนำเข้าไปใน
ไมโตรคอนเดรียโดยผ่านระบบลำเลียง 2 ชนิด
Malate-aspartate shuttle
• เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ ไต ตับ
1NADH --------1 NADH = 3 ATP / 2.5 ATP
Glycerophosphate shuttle
• เซลล์สมอง กล้ามเนื้อ
1 NADH ------- 1 FADH = 2 ATP / 1.5 ATP
เกิดในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน
(Anaerobic Respiration)
ATP ที่ได้จะมาจากกระบวนการ substrate-level
phosphorylation ขณะที่ก่ลูโคสเปลี่ยนเป็นไพรูเวต
ผลผลิตสุดท้ายจากกระบวนการหมัก
อาจจะเป็นแอลกอฮอล์หรือแลกเตต
Gluconeogenesis
ในสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง gluconeogenesis ที่เกิดในตับ
และไต เพื่อสร้างกลูโคสให้สมอง กล้ามเนื้อและ
เม็ดเลือดแดง
กระบวนการนี้ย้อนวิถี glycolysis แต่มี 3 ขั้นตอนที่เป็น
irreversible reaction จึงมีเอนไซม ์4 ชนิดที่เพิ่มขึ้น
ดังนี้
pyruvate carboxylase ต้องการไบโอติน
PEP carboxykinase
fructose-1,6-bisphosphatase
glucose-6-phosphatase
การสร้าง 1 โมเลกุล กลูโคสจากไพรูเวท ต้องการ 6 ATP (4 ATP + 2 GTP)
การควบคุม gluconeogenesis และ glycolysis
ระดับ AMP และ fructos-2,6-bisphosphate ที่สูง
จะกระตุ้น glycolysis แต่ยับยั้ง gluconeogenesis
Citrate กระตุ้น gluconeogenesis ยับยั้ง glycolysis
การควบคุมเมตาบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต
ฮอร์โมนอินซูลิน
–ส่งเสริมการสร้างไกลโคเจนในเซลล์ตับ กล้ามเนื้อ
และในเนื้อเยื่อไขมัน
ฮอร์โมนอะดรีนาลีน
–กระตุ้นการสลายไกลโคเจนในกล้ามเนื้อได ้
Glucose –1-Phosphate เพื่อส่งเข้าสู่วิถีไกลโคไลซีส
ฮอร์โ์มนกลูคากอน
–กระตุ้นการสลายไกลโคเจนในตับได้เป็นกลูโคส
ส่งไปให้กล้ามเนื้อและรักษา ระดับน้ำตาลในเลือด
Aerobic respiration
Anaerobic respiration