Energia nel corpo umano

Documenti analoghi
Le reazioni esoergoniche e quelle endoergoniche del metabolismo cellulare sono legate dalla molecola di ATP.

METABOLISMO CELLULARE

2 INCONTRO: LA PRODUZIONE DI ENERGIA NELLA CELLULA

L energetica muscolare. In movimento Marietti Scuola 2010 De Agostini Scuola S.p.A. Novara

Processi energetici cellulari. Respirazione cellulare. Glicolisi anaerobia. Ciclo di Krebs. Fermentazione. lattica. alcolica

Laboratorio Fitness & Wellness

Capitolo 6 La respirazione cellulare

Biologia. La cellula al lavoro

IL METABOLISMO ENERGETICO

MANTENIMENTO DELLA STRUTTURA CRESCITA SVILUPPO RIPRODUZIONE

IL METABOLISMO CELLULARE GLICOLISI E RESPIRAZIONE CELLULARE

I Lincei per una nuova didattica nella Scuola: una rete nazionale Polo di Brescia

fornire energia chimica in vettori attivati ATP e NADH e NADPH e FADH.

Mitocondri. -sono visibili al MO (Ø 0,5 µ e lunghezza da 1 a 6 µ) -assenti nei batteri e presenti in tutte le cellule eucariotiche

3 SISTEMI ENERGETICI NEL MUSCOLO SCHELETRICO

I MITOCONDRI: LE CENTRALI ENERGETICHE DELLA CELLULA

fornire energia chimica in vettori attivati ATP e NADH e NADPH e FADH.

4. MED Nella respirazione aerobica si ha ossidazione delle molecole di: A) glucosio B) ossigeno C) biossido di carbonio D) acqua E) NAD +

FISIOLOGIA dell ALLENAMENTO. dai processi fisiologici alle metodiche di allenamento

Respirazione cellullare

IL METABOLISMO AEROBICO E ANAEROBICO

I processi metabolici cellulari

Ossidazione del glucosio

BIOLOGIA IL METABOLISMO GSCATULLO PICNUPIA (

Esercizio aerobico L esercizio aerobico migliora la funzionalità dell apparato cariovascolare respiratorio. Svolge quindi

BIOCHIMICA. Prof. Stefania Hanau

Cap.16 GLICOLISI. Glucosio + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 ATP + 2 H 2 O+ 2 NADH + 2H + 2 ADP + 2 Pi 2 ATP H 2 O 2 NAD + 2 NADH + 2H +

COMBUSTIONE = OSSIDAZIONE SOSTANZA ORGANICA. Legno + O2 -> CO2 + H2O + calore

07/01/2015. Un esempio semplice... L N-Acetilglucosamina. Cosa mangiano i batteri (oltre al glucosio)?

Energia e metabolismi energetici

da combattimento Anno Accademico Stefano Benedetti a cura di

Attività cellulare altamente coordinata svolta da sistemi multienzimatici, con i seguenti scopi: ottenere energia chimica dall ambiente attraverso la

Come le cellule traggono energia dal cibo: produzione di ATP

Respirazione cellulare

AGISCONO NEL SISTEMA NAVETTA 2 ISOFORME DELL ENZIMA: UNA FORMA MITOCONDRIALE ( MEMBRANA MIT. INTERNA) FAD-dipendente

Cap.19. Ciclo di Krebs. o Ciclo degli acidi Tricarbossilici o Ciclo dell acido Citrico

I 400 metri: metabolismo energetico

Il metabolismo cellulare

INTRODUZIONE AL METABOLISMO. dal gr. metabolè = trasformazione

6 H 2. con G=-686 kcal/mole di H 12 O 6 O + 6 CO O 2. glucosio La respirazione avviene in tre stadi principali; ognuno di questi

IL METABOLISMO. Dal carbonio agli OGM Capitolo 2

Una panoramica del ciclo dell acido ciclico

I MECCANISMI ENERGETICI

INTRODUZIONE AL METABOLISMO

GLUCOSIO. Vena porta DIGESTIONE DEI DISACCARIDI. Enzimi parete intestinale

Meccanismo della contrazione

(2 x) (2 x) (2 x) Il NADH prodotto in questa reazione DEVE essere ri-ossidato affinché la glicolisi non si fermi. Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi

2 a reazione della glicolisi: isomerizzazione del glucosio 6-fosfato in fruttosio 6-fosfato

- FASE OSCURA (Ciclo di Calvin)

Jay Phelan, Maria Cristina Pignocchino. Scopriamo la biologia

DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO

METABOLISMO DEL GLICOGENO

Metabolismo energetico

Approccio ai metabolismi energetici

La fotosintesi e la respirazione cellulare

Helena Curtis N. Sue Barnes

L ATP E L ENERGIA LA CHIMICA DELLA VITA GSCATULLO

Lezione 1 ENERGIA E METABOLISMO

Capitolo B2 Il metabolismo energetico: dal glucosio all ATP

METABOLISMO OSSIDATIVO

RESPIRAZIONE CELLULARE (METABOLISMO DEL GLUCOSIO)

Connessioni. Le cellule cardiache sono unite tra loro da parti più ispessite del sarcolemma dette: Gap - junction

Corso di Medicina del Lavoro. Malattie muscoloscheletriche e da agenti fisici La fisiologia del lavoro

METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI

Il metabolismo microbico

Valitutti, Taddei, Kreuzer, Massey, Sadava, Hills, Heller, Berenbaum. Dal carbonio agli OGM PLUS Chimica organica, biochimica e biotecnologie

SISTEMI ENERGETICI. L ATP privato di uno dei suoi 3 radicali fosforici diventa ADP (adenosindifosfato).

METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI

CICLO DI KREBS (o DELL ACIDO CITRICO)

Biosintesi dei carboidrati

Cap.21 CATABOLISMO DEI LIPIDI

Il metabolismo ossidativo

Reazione prossima all equilibrio Molto rapida. Trioso-fosfato isomerasi

La materia vivente è costituita da molecole, che costruiscono strutture ordinate partendo da materiali disordinati, tramite una spesa energetica

G i l i A ut u otro r fi G i l i E t E ero r tro r fi I F ototro r fi I C he h mo m tro r fi i us u a s no C e h moete t ro r tr t o r fi

L energia negli esseri viventi: fotosintesi e respirazione viste dal punto di vista chimico

Modulo 14 Il ciclo di Krebs

CICLO DI KREBS (o DELL ACIDO CITRICO)

BIOENERGETICA. Struttura dell ATP (Adenosintrifosfato) ATP. ATP è la molecola adenosin-tri-fosfato

Liceo Classico Pitagora Programma Biologia e Chimica 2016/2017 II F

Fonte diretta di Energia è l ATP.

prodotto finale della glicolisi

Via finale comune per l ossidazione di tutti i combustibili metabolici che entrano nella via come molecola di acetil CoA

CHIMICA BIOLOGICA. Seconda Università degli Studi di Napoli. DiSTABiF. Corso di Laurea in Scienze Biologiche. Insegnamento di. Anno Accademico

DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio. GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici)

Unità 6. La respirazione cellulare e la fermentazione

La fotosintesi Bibliografia I colori della biologia Giusti-Gatti-Anelli Ed- Pearson

12/03/18 L energia della vita

Unità fondamentale di tutti gli organismi viventi.

BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI

Metabolismo batterico

I LIPIDI. Circa il 95% dei lipidi introdotti con la dieta è rappresentato da trigliceridi

Esempi di quiz di biochimica. 1. E un disaccaride: A) galattosio B) lattosio C) cellulosa D) fruttosio

03/03/19 L energia della vita

Metabolismo fermentativo

09/10/18 L energia della vita

Transcript:

ll corpo umano ha bisogno di una certa quantità di Energia che dipende da diversi fattori quali la corporatura, il tipo e la quantità di lavoro effettuato, eccetera. Si definisce bisogno energetico basale quello che serve per mantenere la massa corporea ed effettuare le attività cellulari di base quali riparare i tessuti, effettuare le reazioni chimiche indispensabili, effettuare le attività vitali minime necessarie (respirare, attività cardiaca di base, attività cerebrale di base) quando il corpo è a riposo completo sia fisico che psichico. Il fabbisogno energetico basale medio per un individuo di media corporatura è di 7531,2 kj. Se siamo impegnati in attività fisiche o sotto stress psichico, il fabbisogno aumenta. In base all'attività si possono avere fabbisogni che vanno da 10460 KJ fino a oltre 25000 kj. Ad esempio, un uomo di 30 anni, 80 kg di massa corporea e 180 cm di altezza che lavora in ufficio 8 ore, si occupa delle pulizie della casa, fa sport e dorme 8 ore al giorno ha un fabbisogno giornaliero medio di 16551.9 kj. Una ragazza di 16 anni, 50 Kg di massa corporea, 160 cm di altezza che dorme 8 ore, resta in piedi o seduta sul bus, è seduta a scuola dove usa moderatamente i muscoli delle braccia per scrivere, non fa le pulizie di casa, fa due ore di sport giornaliero, ha un fabbisogno medio di 10619 kj. Dove prendiamo questa energia? L energia viene presa dagli alimenti ed è contenuta nei legami chimici che l apparato digerente rompe quando scompone gli alimenti complessi in nutrienti semplici. Le nostre cellule, con la respirazione cellulare compiono una trasformazione dei nutrienti per ottenere energia chimica che viene racchiusa nei legami chimici della molecola di ATP. Nell immagine avete la molecola di ATP costituita dalla base azotata adenina, dallo zucchero ribosio e da tre gruppi fosfato i cui legami sono molto energetici, in particolare quello fra secondo e ter zo gruppo fosfato. Quando il glucosio (fonte principale di energia chimica per le cellule) Viene degradato, l energia liberata viene utilizzata per legare il fosfato inorganico all ADP. Si libera una molecola di acqua (reazione di condensazione). 1

Quando la cellula ha bisogno di energia, il gruppo fosfato viene staccato per idrolisi dall ATP utilizzando una molecola di acqua. L'energia così ottenuta viene trasformata in altre forme di energia. Prevalentemente in calore che si disperde verso l esterno. In effetti il rendimento medio del corpo umano è del 25%. In altre parole un quarto dell'energia serve per svolgere il lavoro mentre i tre quarti rimanenti vengono dispersi come calore. Il 25% di energia utilizzata per svolgere lavoro viene trasformata in energia meccanica, generalmente energia cinetica ossia energia di movimento. Una piccola parte viene anche trasformata in energia elettrica per il funzionamento del sistema nervoso. Le fonti di energia per il lavoro muscolare sono sostanzialmente 3 e sono tutte legate comunque alla respirazione cellulare. La prima fonte è la fosfocreatina, un composto chimico presente nei muscoli che viene idrolizzato in creatina e gruppo fosfato. L energia liberata viene usata per unire un fosfato all'adp e ottenere ATP. L ATP viene usata per il lavoro muscolare. Questa fonte permette un impiego rapido dei muscoli senza respirare per 10-20 secondi. È la fonte principali per gli sforzi brevi e intensi quali l alterofilia o le corse brevi (100 metri piani ad esempio). È utile anche per lo sforzo iniziale di una corsa lunga. 2

Nell'immagine precedente le formule chimiche della fosfocreatina e della creatina. Nell immagine seguente la reazione, permessa dall enzima creatina kinasi, che porta alla formazione di ATP partendo dalla fosfocreatina. Se lo sforzo muscolare dura più a lungo dei 10-20 secondi, interviene la seconda fonte che è il glucosio tramite la respirazione cellulare. Nella respirazione cellulare, il glucosio entra nelle cellule superando la membrana cellulare e, nel citoplasma, viene tagliato in due con l'utilizzo di 2 ATP. Si ottengono due molecole di piruvato e 4 ATP per ogni molecola di glucosio con un guadagno netto di 2ATP. Questa reazione si chiama glicolisi. Le 2 molecole di piruvato entrano nei mitocondri dove vengono avviate a una serie di reazioni chimiche chiamate ciclo di Krebs. ln questo ciclo vengono utilizzate 6 molecole di O 2 e vengono liberate 6 molecole di CO2 e 6 molecole di H2O. Vengono prodotte anche 36 ATP. Questi dati sono riferiti a 2 molecole di piruvato. Nell'immagine seguente avete le tappe della glicolisi La glicolisi avviene in nove tappe suddivise in due fasi: una fase preparatoria, in cui sono consuma te due molecole di ATP, e una fase di recupero energetica che produce 4 ATP e 2 NADH + 2H+ Il guadagno energetico effettivo è di 2 ATP e 2 NADH 3

Nell'immagine seguente avete il ciclo di Krebs Il ciclo di Krebs produce direttamente 1 ATP quando ritrasforma l GTP in 1 GDP, 3 NADH 2 e 1 FADH2. Questi ultimi finiscono nella catena di elettroni dove producono le ATP mancanti (chiamata anche fosforilazione ossidativa, avviene nei mitocondri). 4

Quando lo sforzo ritorna intenso, alla fine di una gara, la glicolisi aumenta mentre la respirazione cellulare non riesce a seguire. Di fatto con la glicolisi si ottengono 10 volte più molecole di ATP al secondo, per questo viene usata per lo sforzo finale. Si accumula del piruvato nel citoplasma. ll piruvato è tossico e il muscolo lo trasforma con la fermentazione lattica in lattato. Per questo motivo, al termine di uno sforzo prolungato abbiamo male ai muscoli e respiriamo affannosamente. Dobbiamo convertire il lattato (causa della pesantezza e del dolore muscolare) in ATP degradandolo con la respirazione cellulare (causa del respiro affannoso). Questa ATP prodotta al termine dello sforzo viene usata per riconvertire la creatina in fosfocreatina ricostituendo la situazione iniziale. 5