[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Przejdziemy teraz do omówienia sposobu, w jaki komórki wytwarzaj¹energiê, i wyjaœnimy, dlaczego wêglowodany w po¿ywieniu nie s¹ niezbêdne do jejprodukcji.Przyjrzymy siê te¿ poszczególnym narz¹dom i rozpatrzymy ichspecyficzne potrzeby energetyczne.Mamy nadziejê, ¿e zaczynasz ju¿ rozumieæ, i¿nie wystarczy sprowadziæ ca³¹ historiê z wytwarzaniem energii do prostegostwierdzenia, ¿e potrzebujemy du¿o wêglowodanów, bo s¹ dobrym "paliwem".ODDYCHANIE TLENOWE I MITOCHONDRIAProces oddychania, w którym do wytwarzania energii potrzebny jest tlen,zaistnia³ na Ziemi wówczas, gdy pojawi³ siê na niej8584ten pierwiastek.Tlen ma szczególn¹ chemiczn¹ w³aœciwoœæ usuwania elektronów zinnych cz¹steczek.Kiedy atmosfera ziemska przesyci³a siê tym gazem, wkomórkach wykszta³ci³a siê ewolucyjnie zdolnoœæ utleniania tlenowego, którazast¹pi³a fermentacjê.W rezultacie tych przekszta³ceñ ewolucyjnych rozwinê³ysiê komórki eukariotyczne, wchodz¹ce w sk³ad organizmów bardziej z³o¿onych odbakterii.Wraz z powstaniem komórek eukariotycz-nych pojawi³ siê prze³omewolucyjny, jaki stanowi³o ukszta³towanie mitochondriów.Mitochondria to ma³e komórkowe elektrownie.Ich dzie³em jest wiêksza czêœæenergii produkowanej w organizmie, nie dziwi wiêc, ¿e iloœæ energii, jak¹dysponuje organizm, œciœle zale¿y od tego, jak one dzia³aj¹.Zawsze, kiedymyœlisz o energii, myœl te¿ o mitochondriach, kipi¹cych ATP, dziêki czemuprawid³owo funkcjonuje ca³y organizm.Liczba mitochondriów jest ró¿na wzale¿noœci od rodzaju komórki, ale w sumie mog¹ one zajmowaæ a¿ do 50% jejobjêtoœci.Kiedy robisz siê zmêczony, nie zak³adaj po prostu, ¿e potrzebujesznowej porcji wêglowodanów, ale zastanów siê, jak mo¿esz zmaksymalizowaæmitochondrialn¹ produkcjê energii.WEWN¥TRZ MITOCHONDRIÓWPrzypuœæmy, ¿e skurczy³byœ siê do takich rozmiarów, by móc siê wœlizn¹æ domotochondrium.Pierwsz¹ z rzeczy, jaka rzuci³aby ci siê w oczy, jest to, ¿e zsamej ich budowy wynika, ¿e g³Ã³wnym materia³em stosowanym przez nie doprodukcji energii jest t³uszcz.To bardzo wa¿ne i dlatego poœwiêcimy temuzagadnieniu trochê wiêcej czasu.Mitochondria s¹ tak zbudowane, by do produkcji energii wykorzystywaæ t³uszcz.Do powstania ATP w mitochondriach prowadzi wiele bardzo z³o¿onych procesów,jednak¿e aby zrozumieæ, sk¹d bierze siê w naszych komórkach energia, wystarczyprzyjrzeæ siê chocia¿by piêciu g³Ã³wnym etapom jej produkcji.Zosta³y onesumarycznie przedstawione w tabeli 5.1.Ka¿dy etap omówiono dok³adnie poni¿ej,w tekœcie.Nie zra¿aj siê naukowym nazewnictwem, ale postaraj siê przejœæ nadnim do porz¹dku dziennego, a wtedy oka¿e siê, ¿e wszystko gra.Pamiêtaj, ¿eopisywane tu reakcje chemiczne zachodz¹ w ka¿dej komórce twego cia³a zczêstotliwoœci¹ tysiêcy razy na sekundê.Piêæ zasadniczych etapów prowadz¹cych do wytworzenia ATP w mitochondriach.Etap l Paliwo zostaje dostarczone do wnêtrza mitochondriów.Etap 2 Paliwo zostaje przekszta³cone w acetylokoenzym A.Etap 3 Utlenianie acetylokoenzymu A usuwa zeñ elektrony.Etap 4 Transport elektronów wzd³u¿ ³añcucha oddechowego.Etap 5 Oksydacyjna fosforylacja, w wyniku której powstaje ATP.Etap 1: Dostarczenie paliwa do wnêtrza mitochondriówProces wytwarzania ATP zachodzi we wnêtrzu mitochondriów, a zatem wymagadostarczenia do nich paliwa.To paliwo stanowi glukoza lub kwasy t³uszczowe.Kwasy t³uszczowe to naukowa nazwa t³uszczów.Na koñcu cz¹steczek kwasut³uszczowego znajduj¹ siê reaktywne grupy kwasowe, st¹d nazwa.Kwasy t³uszczowedzielimy na nasycone oraz nienasycone.Do mitochondrium s¹ transportowane w ca³oœci, a zwi¹zkiem, który pomaga wprzenoszeniu œrednio- i wielkocz¹steczkowych kwasów t³uszczowych z "komórkowegobulionu" (zwanego cyto-zolem) do wnêtrza mitochondriów, jest L-karnityna.Pomyœl o L-karnitynie jako o poci¹gu metra, który podwozi ludzi8687z przedmieœæ do centrum miasta.L-karnityna wystêpuje przede wszystkim wproduktach pochodzenia zwierzêcego.(Nazwa tego zwi¹zku wywodzi siê z greckiegos³owa carnis, oznaczaj¹cego "miêso" lub "cia³o").L-karnityna nale¿y do tychwa¿nych substancji, które w dostatecznej iloœci wystêpuj¹ jedynie w pokarmachpochodzenia zwierzêcego, co jest jeszcze jedn¹ przyczyn¹, dla której powinnosiê jadaæ miêso i nabia³.Niektóre z tych substancji omówimy w dalszym ci¹guksi¹¿ki, zw³aszcza w rozdziale poœwiêconym witaminom i sk³adnikom mineralnym.Kiedy glukoza dostaje siê do wnêtrza komórki, zostaje roz³o¿ona w procesieglikolizy podobnym do tego, który spotykamy u bakterii.Ten rozk³ad zachodzi nazewn¹trz mitochondriów.Mamy teraz dwie mo¿liwoœci: produkt glikolizy(pirogronian) mo¿e siê przedostaæ do wnêtrza mitochondrium, gdzie zostanieutleniony, albo te¿ roz³o¿ony bez przenikania do mitochondrium, do mleczanu wprocesie fermentacyjnym podobnym do tego, który zosta³ przez nas opisany wwypadku bakterii.Podsumowuj¹c ten etap: t³uszcz trafia do mitochondriów w postaci ca³ejcz¹steczki.Glukoza zostaje roz³o¿ona na zewn¹trz mitochondriów, a produktglikolizy (pirogronian) albo przenika do ich wnêtrza, albo zostaje zu¿yty doprodukcji energii w procesie anaerobowym, przy czym wydziela siê produktuboczny w postaci mleczanu.Etap 2: Przekszta³cenie paliwa w acetylokoenzym AKiedy kwasy t³uszczowe znajd¹ siê wewn¹trz mitochondriów, ulegaj¹ utlenieniu wprocesie zwanym beta-oksydacj¹.Pamiêtaj: oksydacja (czyli utlenianie) oznacza,¿e cz¹steczka zostaje pozbawiona czêœci elektronów
[ Pobierz całość w formacie PDF ]