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8.14: Diätetische Verbindungen
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Dietary Connections
 
PROTOKOLLE

8.14: Dietary Connections

8.14: Diätetische Verbindungen

Overview

Metabolic pathways are interconnected. The cellular respiration processes that convert glucose to ATP—such as glycolysis, pyruvate oxidation, and the citric acid cycle—tie into those that break down other organic compounds. As a result, various foods—from apples to cheese to guacamole—end up as ATP. In addition to carbohydrates, food also contains proteins and lipids—such as cholesterol and fats. All of these organic compounds are used as energy sources (i.e., to produce ATP).

Carbohydrate Digestion

The human body possesses several enzymes that break down carbohydrates into simple sugars. While glucose can enter glycolysis directly, some simple sugars, such as fructose and galactose, are first converted into sugars that are intermediates of the glycolytic pathway.

Protein Digestion

Proteins are broken down by enzymes into their constituent amino acids, which are usually recycled to create new proteins. However, if the body is starving or there is a surplus of amino acids, some amino acids can lose their amino groups and subsequently enter cellular respiration. The lost amino groups are converted into ammonia and incorporated into waste products. Different amino acids enter cellular respiration at different stages, including glycolysis, pyruvate oxidation, and the citric acid cycle. Amino acids can also be produced from intermediates in cellular respiration processes.

Fat Digestion

Lipids, such as cholesterol and triglycerides (i.e., fats), can also be produced and broken down in cellular respiration pathways. Triglycerides, for example, are composed of glycerol and three fatty acids. Phosphorylated glycerol can enter glycolysis. Fatty acids enter the citric acid cycle after being converted into acetyl CoA through a series of reactions called beta-oxidation.

Biochemical energy, in the form of ATP, can thus be obtained from carbohydrates, proteins, or lipids.

Überblick

Metabolische Stoffwechselwege sind miteinander verbunden. Die Prozesse der Zellatmung, bei denen in der Glykolyse, Pyruvat-Oxidation und Citratzyklus Glucose in ATP umgewandelt wird, sind mit denen verbunden, die andere organische Verbindungen abbauen. Dadurch wird aus verschiedenstem Lebensmittel wie Äpfeln, Käse oder Guacamole letztendlich ATP gewonnen. Neben Kohlenhydraten enthalten Lebensmittel auch Proteine und Lipide, wie Cholesterin und Fette. Auch diese organischen Verbindungen werden als Energiequelle bzw. zur Herstellung von ATP genutzt.

Kohlenhydratverdauung

Der menschliche Körper verfügt über mehrere Enzyme, die Kohlenhydrate in einfache Zucker abbauen können. Während Glucose direkt in den Zyklus der Glykolyse gelangen kann, werden einige Einfachzucker, wie Fruktose und Galaktose, zunächst in Zucker umgewandelt. Sie stellen Zwischenprodukte des glykolytischen Weges dar.

Eiweißverdauung

Proteine werden durch Enzyme in ihre Aminosäuren zerlegt, die in der Regel zu neuen Proteinen recycelt werden. Wenn der Körper jedoch hungert oder ein Überschuss an Aminosäuren vorhanden ist, können einige Aminosäuren ihre Aminogruppen verlieren und anschließend ebenfalls in die Zellatmung gelangen. Die verlorenen Aminogruppen werden in Ammoniak umgewandelt und in Abfallprodukte eingebaut. Verschiedene Aminosäuren gelangen in verschiedenen Stadien in die Zellatmung. Aminosäuren können auch aus Zwischenprodukten der Zellatmung hergestellt werden.

Fettverdauung

Lipide, wie Cholesterin und Triglyceride (d.h. Fette), können auch auf den Wegen der Zellatmung produziert und zerlegt werden. Triglyceride setzen sich beispielsweise aus Glycerin und drei Fettsäuren zusammen. Phosphoryliertes Glycerin kann in die Glycolyse gelangen. Fettsäuren treten in den Citratzyklus ein, nachdem sie durch eine Reihe von Reaktionen in Acetyl-CoA umgewandelt wurden. Man bezeichnet diese Reaktionen als Beta-Oxidationen.

Die biochemische Energie in Form von ATP kann somit aus Kohlenhydraten, Proteinen oder Lipiden gewonnen werden.

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