Frymëshkëmbimi qelizor aerobik

Frymëshkëmbimi qelizor aerobik – Glikoliza, Formimi i Acetil CoA, Cikli i Krebsit, Transporti i elektroneve dhe kemiosmoza

Reaksionet kimike të frymëshkëmbimit aerobik të glukozit grupohen në katër stade. Tek eukariotët, faza e parë (Glikoliza) ndodh në citozol, dhe stadet e tjera ndodhin në brendësi të mitokondrive.

Në një pjesë të mirë të baktereve dhe archea-ve këto reaksione kryhen në citozol në bashkëveprim me membranën qelizore, në mungesë të organeleve si mitokondritë.

1-Glikoliza

Gjatë glikolizës, një molekulë glukozi me gjashtë atome karboni kthehet në dy molekula me nga tre atome karboni secila, të njohura si molekula piruvati. Një pjesë e energjisë së glukozit kapet në formën e dy lloj transportuesëve, ATP-së dhe NADH-së. ATP-ja e transferon energjinë duke transferuar një grup fosfat. NADH-ja është një molekulë e reduktuar e cila e transferonë energjinë duke transferuar elektrone si pjesë e një atomi hidrogjen.

2-Formimi i acetil koenzimës A

Çdo molekulë piruvati hyn në mitokondri dhe oksidohet në një grup dy-karbonësh (acetat) aë kombinohet me koenzimën A, duke formuar acetil koenzimën A (Acetil CoA). Gjatë këtij stadi prodhohet NADH, dhe lëshohet dioksid karboni si produkt mbetje.

3-Cikli i acidit citrik

Grupi acetat i acetil koenzimës A (Acetil CoA) kombinohet me një molekulë me katër atome karboni (oksalacetati-n) për të formuar një molekulë me gjashtë atome karboni (citrati-n). gjatë ciklit, citrati riciklohet në oksalacetat, dhe dioksidi i karbonit lirohet si produkt mbetje, i panevojshëm. Energjia kapet në formën e ATP-së dhe të përbërjeve të reduktuara me përmbajtje të lartë energjie NADH-së dhe FADH2-shit.

4-Transporti i elektroneve dhe kemiosmoza

 Elektronet e hequr (shkëputur) nga molelula e glukozës gjatë stadeve të mëparshëm, transferohen nga NADH-ja dhe FADH2-shi derjt një vargu përbërjesh akseptore të elektrone ve. Ndërsa elektronet kalojnë nga një ekseptor tek tjetri një pjesë e energjisë së tyre shfrytëzohet për të transportuar jone hidrogjen (protone) nëpërmjet membranës së brendshme miitokondriale, duke formuar kështu një gradient protonesh (protonik). Gjatë procesit të njohur si kemiosmozë, energjia e gradientit të protoneve përdoret për të prodhuar ATP.

 

Pjesa më e madhe e reaksioneve tëë përfshira në frymëshkëmbimin qelizor aerobik janë të një prej tre llojeve: dehidrogjenime, dekarboksilime, dhe ato të cilat futen tek reaksionet përgatitore.

Reaksionet e dehidrogjenimit janë reaksione në të cilat nga substrati largohen dy atome hidrogjeni dhe transferohen  tek NAD+ apo FAD.

Reaksionet e dekarboksilimit janë reaksione në të cilat një pjesë e grupit karboksilik largohet nga molekula substrat në formën e dioksidit të karbonit. Dioksidi i karbonit që nxjerrim në çdo frymënxjerrje vjen nga reaksionet e dekarboksilimit të ndodhin në qelizat tona.

Pjesa tjetër e reaksioneve janë reaksione pregatitore në të cilat molekulat u nënshtrohen riorganizmeve dhe ndryshimeve të tjera në mënyrë të tillë që të mund t’u nënshtrohen dehidrogjenimeve dhe dekarboksilimeve të tjera.

© Rinstinkt 2013

—————————————

Reklama

Obeziteti

Obeziteti

Në vendet e zhvilluara po rritet me shpejtësi të madhe prevalenca e obezitetit – apo e ashtuquajtura “epidemia e obezitetit”. “Sindroma metabolike”,ka të bëjë me grumbullimin (akumulimin) e dhjamit, veçanërisht në zonën abdominale (të barkut). Sindroma metabolike lidhet me ndryshime të lipideve hematike (të gjakut), të hipertensionit (presionit të lartë të gjakut), rezistencë ndaj insulinës (pra humbje e efikasitetit të veprimit të insulinës) dhe një gjendje proinfiamatore-protrombike (pra që favorizon infiamacionin dhe ngjarjet koagulative).

Sindroma metabolike është shkaku kryesor i patologjive kardiovaskulare (bllokuese). Adipocitët (qelizat e dhjamit) jo vetëm që janë përgjegjës për depozitimin e lipideve, por kanë një rol të rëndësishëm edhe në metabolizmin e tij, falë sintetizimit të një varieteti citokinash* që veprojnë në nivel sistemik, pra të organizmit. Mendohet se faktorët që rrisin masën e adipocitëve kontribuojnë, edhe, në zhvillimin e sindromës metabolike.

Obeziteti është bashkëlidhur kryesisht me faktorë ambientalë si ushqyerja e tepërt dhe jo-aktiviteti fizik. Obeziteti gjithsesi lidhet edhe me faktorë gjenetikë, të trashëgueshëm. Në raste të rralla familjare, obeziteti shkaktohet nga mutacione të leptinës, të receptorit të leptinës, të prohormon-konvetrazës, të pro-opiomelanokortinës dhe të receptorit të melanokortinës 4. Obeziteti sporadik tek njeriu është bashkëlidhur me lokuse gjenetike (gjenike) që mund të favorizojnë lindjen e tij.

*Citokinat janë elementë sinjalizues të sistemit imunitar, e jo vetëm të këtij. Kimikisht janë glikoproteina të tretshme që veprojnë në përqëndrime nanomolare.

————————————————————————-

Energjia dhe metabolizmi

Energjia dhe metabolizmi

Një qelizë është e aftë të kryejë të gjitha aktivitetet e nevojshme për rritjen e vet, dyfishimin dhe mbijetesën. Këto aktivitete bazohen në një varietet të madh transformimesh kimike që përbëjnë metabolizmin. Tek metabolizmi mund të dallohen dy llojë reaksionesh: reaksione sinteze dhe thyerjeje. Reaksionet që kanë të bëjnë me sintezën, përfshijnë dy ose më shumë substanca të thjeshta që bashkohen për të formuar produkte molekulare më komplekse, dhe që të gjitha përbëjnë anabolizmin. Reaksionet e thyerjes shpien në  degradimin e përbërjeve kimike komplekse në përbërje apo molekula më të thjeshta, dhe që të gjitha reaksionet e këtij lloji përbëjnë në totalitetin e tyre katabolizmin.

Të gjitha aktivitetet qelizore përfshijnë një nga këto lloje punësh:

  • Punë mekanike, e cila përfshin lëvizjen e organeleve qelizore dhe tkurrjen (e fibrave muskulore, për shembull).
  • Punë transporti, e cila konsiston në hyrjen apo nxjerrjen e substancave brenda-jashtë qelizës.
  • Punë kimike, që ka të bëjë me transformimet kimike të substancave si sinteza e molekulave më të mëdha duke filluar nga ato më të voglat.

Reaksionet kimike të një qelize mund të jenë ekzogonike ose endogonike. Të parat janë reaksione anabolike ndërsa të dytat janë zakonisht reaksione të katabolizmit.

Një qelizë mund të kryejë një reaksion endogonik duke përdorur energjinë e prodhuar nga një reaksion ekzogonik. Ky mekanizëm quhet reaksione të çiftëzuara. Për të transferuar energjinë nga një reaksion në tjetrin përdoret adenozinë trefosfati apo ATP-ja. ATP-ja është një nukleotid i përbërë nga adenozina – adeninë dhe ribozë, dhe nga tre grupe fosfat. Energjia ruhet në lidhjet kimike mes grupeve fosfat. Më e shumta e energjisë (pjesa më e madhe) çlirohet kur ATP-ja shndërrohet në ADP – adenozinë difosfat dhe fosfat inorganik. Energjia përdoret për reaksionet endoergonike, ndërsa fosfati inorganik i bashkëngjitet molekulave të tjera. Ky reaksion i fundit quhet fosforilim. Qelizat e përdorin energjinë e transportuar nga ATP-ja për të sintetizuar makromolekula si proteinat, lipidet, karbohidratet apo acidet nukleike, dhe për të larguar substancat e mbetjes së katabolizmit. Energjia përdoret për të kryer të gjitha punët mekanike të qelizës.

Rinstinkt, 2012

Steroidët anabolikë

Steroidët anabolikë

Atletet gjithnj janë ne kerkoim te një performance me te mirë ne sportin e vet. Shumë atlete qendrojne në formë te mirë (atletike, fizike etj) nëpërmjet një trajnimi rigoroz ne fitnes dhe ushqim, qe u jep atyyre fuqine dhe aftesine për t’i shtyre trupat e tyre drejt limitit fizik.

Por disa atlete i drejtohen edhe biokimise për te permiresuar, apo rritur edhe me performancen e vet. Ka disa menyra për t’i dhene natyres një shtuse artificiale, për te shkuar me afer limitit te trupit te vet. Praktikisht, disa atletë rrisin artificialisht numrin e rruazave te kuqe ne trup, ose duke injektuar qeliza te purifikuara ose duke perdorur hormonin stimulues te gjakut – eritropoietinën. Qelizat (rruazat) e kuqe te gjakut (eritrocitet) ekstra, shtese, transportojne me shumë oksigjen drejt muskujve qe janë duke punuar, duke u dhene atyre (muskujve dhe atletëve!) me shumë rezistence. Ngjashmerisht, shumë atletë meshkuj perdorin hormone steroide di testosteroni për te stimuluar rritjen e muskujve te tyre me shumë se sa është e mundur normalisht, duke u dhene atyre (muskujve dhe atletëve!) me shumë fuqi.

Këto metoda janë kontroverse (!) dhe nga shumë veta shikohen si jo etike, dhe janë zakonisht te perjashtuara nga evente sportive te organizuara. Gjithsesi, skandalet e testimit te drogerave qe tragohen herë pas herë tregojne se këto metoda janë akoma ne perdormin te gjere.

Steroidet anabolikë si testosteroni janë nder drogerat me te perdrorura nga atletët për rritjen e performances. Steroidet anabolike kanë dy funksione kryesore. Së pari, ata janë androgjenik, duke qene përgjegjës për kontrollin e karakteristikave “mashkullore”. Përpara lindjes, testosteroni drejton formimin e karkateristikave mashkullore tek embrioni ne rritje, dhe ne pubertet, nivelet e larta (te rritura) te testosteronit drejtojne ndryshimet fizike qe bejne kalimin nga dajle ne burre. Se dyti, këto steroide janë anabolikë: pra, ata rregullojne proceset anabolike si sinteza e proteinave ne muskuj, formimi i eritrociteve, dhe aspekte emocionale dhe fizike te funksionit seksual.
Aksioni i tesoseronit

Globulina që lidh hormonet seksualë

Testosteroni prodhohet ne mënyrë natyrale ne teste (testikuj) dhe qarkullone nëpërmjet gjakut, duke vepruar ne qelizat ne të gjithë trupin. Shumica e këtij testosteroni transportohet brenda proteinave transportuese (carrier proteins) ne gjak, ku bejne pjesë albumina (serum albumin) dhe globulina qe lidh hormonet seksuale (sex hormone binding globulin) e treguar ne figure.

Këto transportues e leshojne testosteronin me ngadale… testosteroni futet nëpërmjet membranave qelizore ne qeliza. Kur është brenda, një enzimë qelizore, zakonisht, e kthen ate ne një formë me aktive, 5-alfadihidrotestosteron (ne anglidht: 5-alphadihydrotestosterone). Pastaj, ai, drejtohet për ne bërhamë, ku lidhet me një receptor androgjen dhe ndryshon shprehjen e një sere gjenesh, duke “ndezur” funksione anabolike dhe androgjenike te ndryshme.

17-beta hidroksisteroid dehidrogjenaza

Ne vitet e hershme 1960-te, peshengritesit dhe bodybuilders-at zbuluan se steroidet anabolikë rrisnin performancen ne sportet aerobike dhe ne ato me rezistence. Testosteroni u zbulua me heret, ne 1935, por u pa menjëherë se ai nuk mund te merrej oralisht (nga goja, nëpërmjet gojes) – ai hiqet menjëherë nga gjaku nga mëlçia. Ne te kundërt, një sere formash te modifikuara te testosteronit, ose mimojne (imitojne) testosteronin ose kthehen, shnderrohen, ne testosteron ne trup. Qe prej atehere, këto përbërje janë perdorur dhe keqperdorur nga atletët profesioniste dhe amatorë. Ne 1975, Komiteti Olimpik Nderkombëtar (International Olympic Committee) i vendosi setroidet ne listen e vet te substancave te perjashuara, te ndaluara, sikunder edhe shumica e organizatave sportive profesioniste. Kjo ka sjelle nej lufte te ashper ndërmjet atleteëve ambicioze dhe rregullave sportive, duke krijuar te ashtuquajturit “designer steroids”, te krijuar për te genjyer meodat e zakonshme te testimit dhe protokollet normale te testimit qe kapin atletet te cilet i perdorin rregullisht steroidet por qe ndalojne disa jave përpara, për te qene te paster për kontrollet e programuara. Testosteroni krijohet hap pas hapi nga një sere enzimash, një varg enzimash, duke filluar nga kolesteroli. Enzima e treguar ne figure, 17-beta hidroksisteroid dehidrogjenaza, kryen transformimin e fundit ne këtë proces, duke kthyer androstenedionin ne testosteron. Ne këtë figure androstenedioni tregohet me te gjelber dhe kofaktori NADP tregohet me lejla. Struktura

Kur testosteroni është brenda qelizës, ai lidhet me një receptor për androgjenet dhe modifikon shprehjen e gjeneve anabolikë dhe androgjenë. Receptori për androgjenët është mjaft i ngjashem me receptorin e estrogjenit, me një domin (pjesë, njësi) qe lidhet me sekuencen e duhur te ADN-së dhe një domin, pjesë, njësi, qe lidhet me testosteronin.
Duke qene se molekula është fleksibël, këto dy domine, pjesë, njësi, janë studiuar veças nëpërmjet kristalografise me rreze-X.

Domini qe lidh testosteroni

Domini qe lidh testosteroni

Dy struktura te dominit qe lidh testosteronin tregohen ne figurat e meposhteme: sipër është një domin i lidhur me testosteronin, ndërsa tek figura tjetër është një strukture e lidhur me një steroid sintetik (“designer steroid”), tetrahidrogestrinoni (THG). TGH-ja është steroidi anabolik i zbuluar ne 2003, ne skandalin e dopingut BALCO.

—————————————————————————————————–

Organizmat rregullojne proceset e tyre metabolike

Organizmat rregullojne proceset e tyremetabolike.
 
Ne te gjithë organizmat, ndodhin reaksione kimike dhe transformime te energjise nga një formë ne tjetren, energji qe jane thelbesore per rritjen dhe riparimin e qelizes, dhe per kthimin e energjise ne forma te perdorshme nga qeliza. Shuma e te gjitha ketyre aktiviteteve kimike te një organizmi quhet metabolizëm.
 
Proceset metabolike zhvillohen vazhdimisht ne çdo organizëm, dhe ato duhet te rregullohen me kujdes per te ruajtur homeostazën. Me homeostazë kuptohet ruajtja në balacë e paramatrave te një ambienti te brendshem (qeliza, organizmi etj).
 
Kur një produkt i caktuar i qelizes është prodhuar ne sasi te mjaftueshme, prodhimi i produktit duhet zvogelohet ose ndalar, nderprere. Ndersa kur nevojitet një substance e caktuar, proceset qe e prodhojne ate duhet te aktivizohen, te “ndizen”. Keto mekanizma homeostatikë janë sisteme kontrolli vet-rregulluese qe janë jashtezakonisht te ndjeshme dhe te efektshme.

Një shembull i mire i një mekanizmi homostatik është rregullimi i nivelit te glukozes ne gjakun e kafsheve te nderlikuara. Qelizat e trupit kerkojne, kanë nevoje, per një furnizim te vazhdueshem me glukozë, te cilen e thyejne per te perftuar energji. Sistemi qarkullues i gjakut e shperndan glukozen dhe lende te tjera ushqyese ne te gjitha qelizat e trupit. Kur niveli i perqendrimit te glukozes ne gjak rritet mbi kufirin normal, glukoza rezervohet ne melçi dhe ne qelizat muskulore. Ndersa, kur nuk keni ngrene per disa ore, perqendrimi i glukozesne gjak fillon te bieri. Atehere, trupi kthen lendet ushqyese te rezervuara ne glukoze, duke e normalizuar nivelin e perqendrimit te glukozes ne gjak. Gjithashtu, kur perqendrimi i glukozes bie, ju ndiheni te uritur dhe ristabilizoni perqendrimin e lendeve ushqyese nepermjet te ngrenit.