Énergie métabolique

Qu'est-ce que l'énergie métabolique?

La Énergie métabolique C'est l'énergie obtenue par tous les êtres vivants de l'énergie chimique contenue dans les aliments (ou les nutriments). Cette énergie est fondamentalement la même pour toutes les cellules; Cependant, la façon à obtenir est très diversifiée.

Les aliments sont formés par une série de biomolécules de différents types, qui ont une énergie chimique stockée dans leurs liens. De cette façon, les organismes peuvent profiter des aliments stockés dans la nourriture, puis utiliser cette énergie dans d'autres processus métaboliques.

Tous les organismes vivants ont besoin d'énergie pour se développer et se reproduire, maintenir leurs structures et répondre à l'environnement. Le métabolisme englobe les processus chimiques qui soutiennent la vie et qui permet aux organismes de transformer l'énergie chimique en énergie utile pour les cellules.

Chez les animaux, le métabolisme décompose les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques pour fournir une énergie chimique. Pour leur part, les plantes convertissent l'éclairage du soleil en énergie chimique pour synthétiser d'autres molécules; Cela se fait pendant le processus de photosynthèse.

Types de réactions métaboliques

Le métabolisme comprend plusieurs types de réactions qui peuvent être regroupées en deux grandes catégories: les réactions de dégradation des molécules organiques et les réactions de synthèse d'autres biomolécules.

Catabolisme

Les réactions de dégradation métabolique constituent un catabolisme cellulaire (ou des réactions cataboliques))). Ceux-ci impliquent l'oxydation des molécules riches en énergie, comme le glucose et d'autres sucres (glucides). Comme ces réactions libèrent l'énergie, elles sont appelées exergoniques.

Anabolisme

En revanche, les réactions de synthèse constituent l'anabolisme cellulaire (ou les réactions anaboliques)). Ceux-ci effectuent des processus de réduction des molécules pour former d'autres riches en énergie stockée, comme le glycogène. Parce que ces réactions consomment de l'énergie, elles sont appelées Ender donnant.

Sources d'énergie métabolique

Les principales sources d'énergie métabolique sont:

• Molécules de glucose.
• Les acides gras.

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Ceux-ci constituent un groupe de biomolécules qui peuvent être rapidement oxydés pour obtenir de l'énergie.

Les molécules de glucose proviennent principalement de glucides ingérés dans l'alimentation, comme le riz, le pain, les pâtes, entre autres dérivés de légumes riches dans l'amidon. Lorsqu'il y a peu de glycémie, il peut également être obtenu à partir des molécules de glycogène stockées dans le foie.

Pendant le jeûne prolongé, ou dans les processus qui nécessitent une dépense énergétique supplémentaire, cette énergie est requise à partir d'acides gras qui sont mobilisés à partir de tissu adipeux.

Ces acides gras subissent une série de réactions métaboliques qui les activent et permettent leur transport à l'intérieur des mitochondries où ils seront oxydés. Ce processus est appelé β-oxydation des acides gras et fournit jusqu'à 80% d'énergie supplémentaire dans ces conditions.

Les protéines et les graisses sont la dernière réserve à synthétiser de nouvelles molécules de glucose, en particulier dans les cas de jeûne extrême. Cette réaction est de type anabolique et est connue sous le nom de gluconéogenèse.

Processus de transformation de l'énergie chimique en énergie métabolique

Les molécules alimentaires complexes telles que les sucres, les graisses et les protéines sont de riches sources d'énergie pour les cellules, car une grande partie de l'énergie utilisée pour former ces molécules est littéralement stockée dans les liaisons chimiques qui les maintiennent ensemble.

Les scientifiques peuvent mesurer la quantité d'énergie stockée dans les aliments à l'aide d'un appareil appelé pompe calorimétrique. Avec cette technique, la nourriture est placée à l'intérieur du calorimètre et se réchauffe jusqu'à ce qu'elle brûle. L'excès de chaleur libérée par réaction est directement proportionnel à la quantité d'énergie contenue dans les aliments.

La réalité est que les cellules ne fonctionnent pas comme des calorimètres. Au lieu de brûler l'énergie dans une grande réaction, les cellules libèrent lentement l'énergie stockée dans leurs molécules alimentaires à travers une série de réactions d'oxydation.

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Oxydation

L'oxydation décrit un type de réaction chimique dans laquelle les électrons sont transférés d'une molécule à une autre, modifiant la composition et la teneur en énergie des donneurs et des molécules d'accepteur. Les molécules alimentaires agissent en tant que donateurs d'électrons.

Au cours de chaque réaction d'oxydation impliquée dans la décomposition des aliments, le produit de réaction a une teneur en énergie plus faible que la molécule donneuse qui l'a précédée sur l'itinéraire.

Dans le même temps, les molécules acceptant les électrons capturent une partie de l'énergie perdue de la molécule alimentaire pendant chaque réaction d'oxydation et la stockent pour une utilisation ultérieure.

Finalement, lorsque les atomes de carbone d'une molécule organique complexe sont complètement oxydés (à la fin de la chaîne de réaction), ils sont libérés sous forme de dioxyde de carbone.

Les cellules n'utilisent pas l'énergie des réactions d'oxydation dès leur libération. Ce qui se passe, c'est qu'ils le font de petites molécules riches en énergie, comme l'ATP et le NADH, qui peuvent être utilisées dans toute la cellule pour stimuler le métabolisme et construire de nouveaux composants cellulaires.

Réserver de l'énergie

Lorsque l'énergie est abondante, les cellules eucaryotes créent des molécules plus grandes et riches en énergie pour stocker cet excès d'énergie.

Les sucres et les graisses résultants sont conservés dans les dépôts à l'intérieur des cellules, dont certains sont suffisamment grands pour être visibles dans les micrographies électroniques.

Les cellules animales peuvent également synthétiser les polymères de glucose ramifiés (glycogène), qui à leur tour sont ajoutés dans des particules qui peuvent être observées par microscopie électronique. Une cellule peut rapidement mobiliser ces particules chaque fois que vous avez besoin d'énergie rapide.

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Cependant, dans des circonstances normales, les êtres humains stockent un glycogène suffisant pour fournir une journée d'énergie. Les cellules végétales ne produisent pas de glycogène, mais fabriquent différents polymères de glucose appelés amidons, qui sont stockés dans des granules.

De plus, les cellules végétales et les animaux gardent l'énergie en dérivant du glucose sur les voies de synthèse des graisses. Un gramme de graisse contient près de six fois l'énergie de la même quantité de glycogène, mais l'énergie des graisses est moins disponible que le glycogène.

Même ainsi, chaque mécanisme de stockage est important car les cellules ont besoin de dépôts d'énergie à court et à long terme.

Les graisses sont stockées dans des gouttelettes dans le cytoplasme cellulaire. Les humains stockent généralement suffisamment de graisses pour fournir leurs cellules pendant plusieurs semaines.

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