Stofskifte
Alle levende celler har brug for energi til at leve, og de har brug for at kunne danne de stoffer og molekyler, som de er lavet af. Men hvordan får cellerne deres energi, og hvordan kan de bygge de stoffer, som de skal bruge? Det er de to spørgsmål, som biokemien prøver at besvare.
Fakta
Energi kan lagres i kroppen:
Det største lager af energi findes i vores fedt-depoter.
I musklerne lagres kulhydrater i form af glucose og glycogen.
Hjernen bruger sukker:
Hjernen kan ikke bruge fedt som energi-kilde - kun sukker.
Energi uden oxygen:
Der dannes mælkesyre i musklerne, når man mangler ilt.
Metabolisme
Det er meget indviklede processer, som foregår i en levende celle, og de enkelte del-processer indvirker på hinanden. Samlet kaldes alle processerne, som giver energi og byggesten til cellerne, for cellernes metabolisme.
To vigtige processer
De metaboliske processer inddeles i to grupper. De ’kataboliske processer’ laver energi ud fra brændstof-molekyler. Energien bruges til tre ting:
- til bevægelse af muskler og celler og transport af forskellige molekyler.
- til opbygning af nye molekyler.
- til dannelse af varme.
De processer, der laver de nye molekyler, som cellen bliver bygget af eller bruges som lager-molekyler, kaldes for "anaboliske processer". De to processer kan beskrives sådan:
$$Kulhydrater \ og \ fedt \overset{Katabolisme}{\rightarrow} CO_2 \ + H_2O + energirige \ molekyler$$
$$Energirige \ molekyler + små \ byggesten \overset{Anabolisme}{\rightarrow} \\ Store \ molekyler \ og \ lagermolekyler$$
Kataboliske processer
De brændstof-molekyler, som levende celler kan bruge for at få energi, er fedtstoffer og sukkerstoffer. Men cellen kan ikke bruge brændstof-molekylerne direkte. For at udnytte deres energi skal de først laves om til nogle energi-rige molekyler, som cellen kan bruge.
Det energi-rige stof, som cellen har brug for, kaldes ATP eller adenosin-triphosphat. For at lave det har cellen brug for nogle frie elektroner. Energien fra dem kan så bruges til at bygge ATP.
Vidste du, at ...
1 gram fedt indeholder næsten dobbelt så meget energi som 1 gram sukker? Sukker binder derudover mere end 2 gram vand pr. gram glycogen. Når fedt og sukker er lagret i kroppen, indeholder 1 gram fedt derfor 6,75 gange så meget energi som 1 gram glykogen.
Cellerne får elektroner ved at omsætte brændstof-molekylerne til et stof, som hedder ”acetyl-CoA”. Når acetyl-CoA nedbrydes, dannes frie energi-rige elektroner sammen med CO2. Cellerne overfører så elektronerne til oxygen-molekyler (O2). De bliver lavet om til vand (H2O), mens cellerne får dannet ATP.
Anaboliske processer
Cellerne kan bruge de energi-rige ATP-molekyler fra de kataboliske processer til at lave mere komplekse molekyler som eksempelvis proteiner, membraner, DNA/RNA eller lager-molekyler som fedt.
Enzymer styrer processerne
Det kræver energi at samle nye molekyler, men nogle af de proteiner, som laves, hjælper med til at spare på energien i cellerne. De proteiner kaldes enzymer. De sørger for to ting. Først og fremmest sørger de for, at det kun er nogle bestemte processer, som foregår. De styrer altså, hvilke molekyler som dannes, og hvilke som nedbrydes. Dernæst sørger de for, at processerne bruger så lidt energi som muligt.