Vielmaiņa

Vielmaiņa jeb metabolisms (grieķu: μεταβολή, metabolē — ‘pārvēršanās’, ‘pārmaiņa’) ir bioķīmisku reakciju kopums, kas norisinās katrā organismā dzīvības uzturēšanai. Šie procesi ļauj ķermenim augt, atjaunoties, saglabāt savu struktūru un atsaukties uz ārējās vides iedarbību. Vielmaiņas ķīmiskie procesi ir nepārtraukti un dinamiski. Vielmaiņa iedalās katabolismā (enerģētiskajā vielmaiņā) un anabolismā (plastiskajā vielmaiņā). Katabolismā noārdās organiskās vielas uz vienkāršākiem savienojumiem (CO₂, H₂O, NH₃), lai iegūtu enerģiju. Anabolismā enerģija tiek izmantota, lai veidotu tādas šūnām nepieciešamas vielas kā olbaltumvielas, nukleīnskābes un citas.

Katabolisms

Pamatraksts: katabolisms

Katabolisms ir sarežģītāku molekulu sadalīšana vienkāršākās.

Katabolismu iedala trīs posmos: sagatavošanās posmā, anaerobās šķelšanās posmā un aerobās šķelšanās posmā.

Sagatavošanās posmā ar enerģiju bagātās ogļhidrātu (polisaharīdu), tauku, olbaltumvielas un nukleīnskābju molekulas hidrolītiskie fermenti noārda līdz monomēru savienojumiem, piemēram, tauki noārdās līdz glicerīnam, ciete — līdz glikozei.

Anaerobās (bezskābekļa) šķelšanās jeb glikolīzes posmā monomērie savienojumi šķeļas daļēji. Viens no galvenajiem enerģijas devējiem adenozīntrifosforskābes sintēzei ir glikoze, savukārt tā rodas glikolīzes rezultātā. Glikolīzes procesā iesaistīti 13 fermenti, kas glikozi pakāpeniski sašķel līdz pienskābei.

Aerobās (skābekļa) šķelšanās posmā notiek pilnīga noārdīšanās. Šo posmu sauc arī par šūnas elpošanu. Šajā posmā anaerobās šķelšanās posmā radusies pienskābe noārdās pavisam, atbrīvojot ļoti daudz enerģijas. Mazliet vairāk par pusi no visas enerģijas saglabājas šūnā adenozīntrifosforskābes veidā, bet pārējā enerģija izkliedējas siltuma veidā.

Anabolisms

Pamatraksts: anabolisms

Anabolisms ir sarežģītāku molekulu iegūšana no vienkāršākām.

Anabolismā šūna izmanto organiskās vielas, minerālvielas un papildvielas, no kurām daļa aiziet biosintēzes reakcijās, bet pārējās sašķeltas enerģijas ieguvei. Ļoti nozīmīga enerģētiskā nozīme ir glikozes katalītiskās šķelšanās procesam:

\mathrm {C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}\longrightarrow 6\ CO_{2}+6\ H_{2}O+2800\ kJ/mol}

Tā kā atbrīvojas ļoti liels enerģijas daudzums, tad to nevar izmantot uzreiz un tiek noglabāts šūnas akumulācijas sistēmā, kur lielu loma ir adenozīntrifosforskābei (ATF). Vēlāk jebkuram procesam ar enerģijas saistīšanu šūnā enerģija tiek iegūta sašķeļot adenozīntrifosforskābi.

Amfiboliskais ceļš

Amfiboliskais ceļš ir bioķīmisku reakciju secība, kurā ir gan kataboliskas, gan anaboliskas reakcijas.

Organismu klasifikācija pēc to vielmaiņas

Organismu klasifikācija pēc to vielmaiņas
Enerģijas avots	saules gaisma	fototrofi
	neorganiski savienojumi	hemotrofi
Elektronu devējs	organiski savienojumi		organotrofi
	neorganiski savienojumi		litotrofi
Oglekļa avots	organiski savienojumi			heterotrofi
	neorganiski savienojumi			autotrofi