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細胞は、生命に関連するすべての特性を誇る生物の最小単位です。これらの特徴の1つは 代謝、または環境から集められた分子またはエネルギーを使用して、生き続けるために必要な生化学反応を実行し、最終的に再生すること。
多くの場合代謝経路と呼ばれる代謝プロセスは、 アナボリック、または新しい分子の合成を伴うもの、および 異化、既存の分子の分解を伴います。
口語的には、同化プロセスは家を建て、必要に応じて窓や側溝などを交換することであり、異化プロセスは家のすり切れたまたは壊れた破片を縁石にすることです。これらが適切なペースで一致して行われれば、家は可能な限り安定した状態で存在しますが、受動的ではありません。
代謝の概要
細胞とそれらが形成する組織は、「双方向」の代謝を継続的に受けています。つまり、あるものは同化方向に流れ、他のものは反対方向に流れます。
これはおそらく、生物全体のレベルでより明白です。 グルコース あなたの犬に追いつくために歌いながら（異化プロセス）、前日からあなたの手で切った紙は癒し続けます（同化プロセス）。しかし、同じ二分法が個々の細胞で働いています。
細胞反応は、と呼ばれる特別な球状タンパク質分子によって触媒されます 酵素、定義上、最終的に変更されることなく化学反応に参加します。彼らは反応を大幅にスピードアップします-時には千倍以上もするため、 触媒.
同化反応 通常、エネルギーの入力が必要であり、したがって 吸熱 （大まかに翻訳すると、「内部への熱」）。意味あり;食事をしない限り、筋肉を成長または構築することはできません。食事の摂取量は通常、特定の活動の強度と期間に比例します。
異化反応 通常 発熱 （「外部への熱」）エネルギーを解放し、その多くはアデノシン三リン酸（ATP）の形で細胞によって利用され、他の代謝プロセスに使用されます。
代謝の基質
体の主要な構造要素と、燃料に加えて組織の成長と置換に必要な分子は、 モノマー、またはaと呼ばれる大きな全体内の小さな繰り返し単位 ポリマー.
これらのユニットは、グルコース分子が貯蔵燃料の長いチェーンに配置されている場合と同様に同一であり得る グリコーゲン、またはそれらは、それらを構成する核酸およびヌクレオチドと同様に、「フレーバー」で提供されます。
三大 多量栄養素 と呼ばれる人間の栄養の高分子のクラス 炭水化物, たんぱく質 そして 脂肪、それぞれ独自のタイプのモノマーで構成されています。
グルコースは地球上のすべての生命の基本的な基質であり、すべての生細胞はエネルギーのためにそれを代謝することができます。前述のように、グルコース分子は「鎖」に結合してグリコーゲンを形成できます。グリコーゲンは、人間では主に筋肉と肝臓で見られます。タンパク質は、20種類のアミノ酸のグラブバッグから引き出されたモノマーで構成されています。
脂肪は、3炭素分子の「骨格」にリンクされた3つの脂肪酸で構成されているため、ポリマーではありません。 グリセロール。それらが成長または縮小するとき、これは、垂直部分が同じサイズのままで水平バーの長さが変化する大文字の「E」のように、脂肪酸鎖の末端への原子の追加または除去によって発生します。
同化代謝とは何ですか？
無制限のサイズのおもちゃのビルディングブロックの箱を与えられることを検討してください。多くはそれらの色を除いて同一です。他はサイズが異なりますが、一緒に結合できます。さらに、選択した構成に関係なく接続するように意図されていないものもあります。たとえば、3〜5個のピースを含む同一の構成体を作成し、これらの構成体のジャンクションも同一になるようにリンクすることができます。
これは、本質的に作用している同化代謝です。 3〜5個のおもちゃのピースの個々のグループは「モノマー」を表し、完成品は「ポリマー」に類似しています。そして細胞内では、あなたの手がピースをまとめる作業をする代わりに、酵素がプロセスを導きます。どちらの場合でも、重要な側面は、より複雑な（そして通常はより大きなサイズの）分子を生成するためのエネルギーの投入です。
同化プロセスの例には、タンパク質合成に加えて、 糖新生 （さまざまな上流基質からのグルコースの合成）、脂肪酸の合成、 脂質生成 （脂肪酸とグリセロールからの脂肪の合成）および 尿素 そして ケトン体.
異化代謝とは何ですか？
ほとんどの場合、個々の反応のレベルでの異化プロセスは、単純に対応する同化反応が逆方向に実行されるわけではありませんが、それらの多くは同じです。通常、さまざまな酵素が関与しています。
たとえば、最初のステップ 解糖 （グルコースの異化）は、酵素のおかげでグルコースにリン酸基が付加することです ヘキソキナーゼ、グルコース-6-リン酸を形成する。しかし、糖新生の最終段階であるグルコース-6-リン酸からリン酸を除去してグルコースを形成することは、グルコース-6-ホスファターゼによって触媒される。
あなたの体で起こっている他の重要な異化プロセスは グリコーゲン分解 （筋肉または肝臓のグリコーゲンの分解）、 脂肪分解 （グリセロールからの脂肪酸の除去）、 ベータ酸化 （脂肪酸の「燃焼」）、およびケトン、タンパク質または個々のアミノ酸の分解。
同化代謝と異化代謝のバランスを保つ
体をリアルタイムでニーズに合わせて維持するには、高度な応答性と調整が必要です。同化および異化反応の速度は、細胞の特定の部分に動員される酵素または基質の量を変えることにより、または フィードバック抑制、生成物の蓄積が反応の上流に信号を送り、よりゆっくり進行するようにします。
また、そして重要なことに、代謝を総合的に視覚化するという観点から、ある主要栄養素経路からの基質は、必要に応じて別の主要栄養素経路に迂回させることができます。
経路のこの統合の例は、タンパク質の構成要素として機能することに加えて、アミノ酸アラニンとグルタミンも糖新生を起こすことができるということです。これが起こるために、彼らはと呼ばれる酵素によって処理される彼らの窒素を流す必要があります トランスアミナーゼ。
身体運動：筋肉の成長と脂肪の損失
体力は、多くの場合、オプションの運動の贅沢を持っている国で主要な国民の関心事です。
一般的なモダリティの多くは、ウェイトを持ち上げて筋肉量を増やす（アナボリックエクササイズ）か、エリプティカルトレーナーまたはトレッドミルを使用して「心臓」を作り、除脂肪体重または脂肪体重（または体体重）減量（異化運動）。
動作中の両方のシステムの一例は、42.2 km（26.2マイル）のレースの準備と実行を行うマラソンランナーです。前の週に、多くの人々が努力のために休んでいる間、意図的に炭水化物が豊富な食物に負荷をかけます。
毎日のランニングトレーニングと、異化された燃料を常に交換する必要があるため、これらのアスリートは、グリコーゲン合成酵素の高いレベルの活性を持ち、筋肉と肝臓が異常な結合力でグリコーゲンを合成することができます。
マラソン中、このグリコーゲンはグルコースに変換され、何時間もランナーを動かしますが、これらのアスリートは通常、「壁を打つ」ことを防ぐためにイベント中にグルコースのソース（スポーツドリンクなど）を取り入れます。