Vzťah medzi hmotou a energiou pozorovaný v bunkovej výžive

Čo je bunková výživa?

Bunková výživa je proces, ktorým malé bunky, ktoré tvoria naše telo a všetky živé bytosti, berú chemické látky z prostredia a transformujú ich na hmotu a energiu, ktorú používajú na život.

Bunky sú ako malé továrne, ktoré vyžadujú vstupy, aby boli schopné produkovať látky, z ktorých sa vyrábajú. Tieto vstupy (ktoré sú často zložitými látkami) sú tým, čo máme na mysli, keď hovoríme o „hmote“ alebo o materiálnej časti bunkovej výživy.

Na druhej strane, tieto malé továrne majú komplexné bunkové mechanizmy, ktoré fungujú 24 hodín denne, každý deň v roku a tiež vyžadujú energiu. Ako uvidíme za okamih, táto energia je úzko spojená so surovinou, ktorú bunka používa na jej rast a reprodukciu.

Vzťah medzi hmotou a energiou

Čo je potrebné, aby akékoľvek auto fungovalo? Okrem motora, prevodovky, štyroch kolies a štruktúry a tela, aby sa všetko udržalo pohromade, potrebuje aj palivo.

To isté platí pre bunky. Potrebujú palivo, kde môžu získať energiu potrebnú na udržanie všetkých procesov života chôdze.

V prípade benzínového vozidla je palivo tvorené triedou chemikálií nazývaného uhľovodík, ale v prípade buniek energia pochádza z uhľohydrátov a iných organických látok.

A ako sa táto energia uvoľňuje? Prelomenie chemických väzieb, ktoré udržiavajú rôzne atómy, ktoré tvoria molekuly pohromade.

Ako sa meria energia obsiahnutá v živinách?

Energia obsiahnutá v potravinách sa meria v kalóriách. A kalórie Je to množstvo energie vo forme tepla potrebného na zahrievanie alebo zvýšenie teploty gramu vody na centigram.

Spôsob, akým sa zistí, koľko energie je v potravinách, je ich spaľovanie a potom zmerať, koľko sa zohrieva vzorka vody s uvoľňovaním tepla.

Napríklad, ak spálime 1 gram pšeničnej múky, uvoľní sa 3.640 kalórií. Toto teplo stačí na zahriatie 3.640 g vody (o niečo viac ako 3 a pol litra) od 25 ° C do 26 ° C. Vidíme to tiež ako potrebné množstvo tepla na zahriatie 60 gramov vody od 20 ° C do 80 ° C.

POZNÁMKA: Keď čítame kalórie potravín na štítku, musí sa venovať starostlivosť, pretože existujú dva typy kalórií. Malé kalórie (ktorá je znázornená ako vápno) je normálna kalória. Mnoho štítkov však ukazuje kalórie s kapitálovými písmenami (vápno), ktoré sa v skutočnosti rovná 1.000 kalórií alebo 1 kilokalória.

Ako táto energia využíva bunky?

Bunky nepoužívajú energiu uvoľňovanú pri spracovaní potravín priamo vo forme tepla. Namiesto toho ukladajú všetku túto energiu vo forme špeciálnych molekúl nazývaných adenosining alebo ATP.

Toto ATP je skutočné palivo, ktoré všetky bunky používajú pre drvivú väčšinu chemických reakcií, ktoré ich udržiavajú nažive. Je to, akoby sacharidy, ktoré jeme, boli ropa, že rafinérska bunka vyrába vysoký oktánový benzín (ATP), ktoré rovnaké bunky potom používajú na spustenie svojho motora. To sa deje v malých továrňach nazývaných mitochondrie.

Odkiaľ pochádza záležitosť?

Sacharidy obsahujú iba uhlík, vodík a kyslík, ale bunky sú tvorené mnohými ďalšími prvkami. Zvyšok stavebných materiálov na výrobu rôznych častí buniek pochádza z proteínu, lipidov, nukleových kyselín a iných chemických látok, ktoré naše bunky spracúvajú. Tieto látky môžu pochádzať z jedného z dvoch zdrojov:

• Pochádzajú z prostredia (napríklad ich jeme v našej strave) a potom absorbujú bunky.
• Pozostávajú z organel a iných kúskov rovnakých buniek, ktoré sa recyklujú na ekonomiku úsilia a energie.

Heterotrofická autotrofická výživa a výživa

V závislosti od typu látok, ktoré môžu ich bunky použiť ako zdroj hmoty a energie, môžeme rozlíšiť dva rôzne druhy živých bytostí: autotrofy a heterotrofy.

Autotrofy sú živé bytosti, ktoré môžu absorbovať anorganické látky životného prostredia a transformovať ich na organické potraviny pre bunky. Rastliny sú typickým príkladom autotrof.

Na druhej strane sme heterotrofy, to znamená, že živé bytosti, ktoré nemôžeme syntetizovať naše vlastné jedlo. Z tohto dôvodu musíme konzumovať ďalšie živé bytosti, aby sme mohli používať výživové látky, z ktorých sa vyrábajú.

Avšak bez ohľadu na to, či je to autotrofická alebo heterotrofová výživa, majú oba procesy výživy bunkovej výživy určité fázy spoločné.

Proces výživy buniek

Jedenie jedla

Výživa buniek začína príjemom potravín. Pre nás to znamená jesť. Naše potraviny obsahujú všetky druhy komplexných zlúčenín tvorených veľmi veľkými molekulami, ktoré sa nezmestia do buniek, takže naše trávenie je zodpovedné za ich prelomenie a nasekanie v malých kúskoch, aby ich bunky mohli absorbovať.

V prípade rastlín priamo absorbujú anorganické živiny cez svoje korene a listy.

Začlenenie látok do bunky

Po trávení sa menšie kúsky absorbujú a distribuujú krvou do zvyšku tela, kde ich bunky absorbujú rôznymi mechanizmami.

Trávenie bunkovej látky

Akonáhle sú vo vnútri buniek, sú tieto látky napadnuté sadou enzýmov, ktoré v podstate odzbrojujú proteíny, uhľohydráty, DNA, RNA a triglyceridy, aby nechali všetky malé stavebné bloky pripravené na ďalší krok.

Metabolizmus

Akonáhle „neozbrojené“ potraviny môžu byť spracované dvoma spôsobmi:

Katabolizmus

Katabolizmus, tiež nazývaný deštruktívny metabolizmus, naďalej prelomí najväčšie molekuly v menších, a tak uvoľňuje energiu obsiahnutú v jej väzbách. V prípade ľudí tento proces oxiduje glukózu a iné uhľohydráty pomocou kyslíka vzduchu na výrobu oxidu uhličitého, vody a ATP.

Anabolizmus

Je to časť metabolizmu, v ktorom bunka používa malé stavebné bloky, ako sú aminokyseliny a nukleotidy na budovanie proteínov a DNA, okrem iných veľkých molekúl, ktoré sa potom stávajú súčasťou bunky.

Vylučovanie odpadu

Výživový proces zahŕňa aj vylučovanie všetkého toxického odpadu zvnútra bunky a potom vo vnútri tela. Tento posledný proces uzatvára cyklus výživy buniek a medzi všetkými udržujte úplný systém v konštantnom fungovaní.