เมตาบอลิซึมพื้นฐาน (1) | Biology with JRItsme.
⌚️ เวลาที่ใช้อ่าน 6 นาที
ในตอนที่แล้ว เราได้เข้าปฏิกิริยาเคมีทั่วไป ซึ่งจะเกิดลักษณะเช่นเดียวกับในร่างกายสิ่งมีชีวิต เพื่อสร้างสารเก็บพลังงานเอาไว้หรือ “แอนาบอลิซึม” และสลายสารนำพลังงานออกมาหรือ “แคตาบอลิซึม” ทีนี้เรามาทำความเข้าใจสองกระบวนการนี้กันอีกสักเล็กน้อย เพื่อให้ทุกคนได้เข้าการทำงานของร่างกายมากขึ้นนั่นเอง
การเกิดพันธะโคเวเลนต์ อ้างอิง: https://www.britannica.com/science/covalent-bond
ของทวนเรื่องพันธะเคมี สารประกอบ และปฏิกิริยาเคมี (กลัวทุกคนลืม...) อะตอมของธาตุที่อยู่เดี่ยว ๆ จะเข้ามาสร้างพันธะกับอะตอมอื่น ๆ เพื่อเกิดเป็นโมเลกุลหรือสารประกอบ ประเด็นคืออยู่ดี ๆ อะตอมหรือโมเลกุลจะสร้างพันธะกันไม่ได้ ต้องเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางอย่างให้เกิดสารใหม่ โดนการดูดพลังงานเพื่อสร้างพันธะ ในทางกลับกัน หากโมกุลต้องการสลายไปเป็นโมเลกุลที่เล็กลงหรือกลับไปเป็นอะตอม ต้องคายพลังงานเพื่อสลายพันธะออกจากัน
ตัวอย่างปฏิกิริยาเคมี กาารเกิดน้ำ อ้างอิง: https://www.etutorworld.com/8th-grade-science-worksheets/basics-of-chemical-reactions.html
พลังงานที่กำลังพูดถึงอยู่อาจจะเป็นพลังงานความร้อน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือส่งต่อให้อะตอมหรือโมเลกุลอื่นโดยตรง ในแต่ละปฏิกิริยาเคมีไม่ว่าจะสร้างหรือสลายสาร จะนำพลังงานเหล่านี้เพื่อเปลี่ยนแปลงจากสารตั้งต้น [Substrate, Reactant] ให้เป็นผลิตภัณฑ์ [Product] หรือสารสุดท้ายของปฏิกิริยา
ซึ่งในร่างกายก็เกิดลักษณะนี้เช่นเดียวกัน มีการสร้างและสลายสารอยู่ตลอดเวลา เพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์โดยปฏิกิริยาเคมี ซึ่งในร่างกายสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะพลังงานจากการส่งต่อหรือรับมากจากโมเลกุลอื่น ๆ ซึ่งโมเลกุลนั้นเป็นสารประกอบอินทรีย์ โดยมีสารชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ในการรับส่งพลังงานให้สารอื่นโดยเฉพาะ นั่นคือ “อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟส” [Adenosine triphosphate: ATP]
โครงสร้าง ATP อ้างอิง: https://www.sciencefacts.net/adenosine-triphosphate-atp.html
ฝเจ้า ATP นี้มีโครงสร้างตามรูปด้านบน โดยมีสารรูปวงแหวนเรียกว่า “อะดีนีน” (Adenine) ต่อกับน้ำตาล "ไรโบส" [Ribose] และ “หมู่ฟอสเฟต” (Phosphate group) ตามลำดับ ถ้าจำชื่อไม่ได้... ไม่เป็นไร... จุดที่สำคัญคือพันธะระหว่างหมู่ฟอสเฟตซึ่งเป็นพันธะโคเวเลนต์ (เส้นที่เชื่อมระหว่าง P และ O ในรูปจะเป็นนเส้นสีแดง จะสังเกตว่ามี 3 ที่ในโมเลกุล) สังเกตตรงนี้ดี ๆ นะ
ปฎิกิริยาสลายพันธะด้วยน้ำหรือไฮโดรไลซิส ของ ATP อ้างอิง: https://www.ozmo.io/the-role-of-atp-in-living-cells/
พันธะนี้เป็นพันธะพลังงานสูง สามารถสลายโดยใช้น้ำหนึ่งโมเลกกุล หรือที่เรียกว่าปฏิกิริยา “ไฮโดรไลซิส” (Hydrolysis) จะได้หมู่ฟอสเฟตอิสระ ADP [Adenosine diphosphate] และพลังงานที่ถือว่าเยอะมากเมื่อเทียบกับสารประกอบอินทรีย์ชนิดอื่น (7.3 กิโลแคลอรี/โมล = 0.00000000000000000000000044/โมเลกุล
ในทางกลับกัน ADP สารนำพลังงานนี้กลับมาใช้สร้างพันธะกับหมู่ฟอสเฟตอิสระ ได้น้ำออกมาเป็นผลพลอยได้ หรือที่เรียกปฏิกิริยาได้น้ำออกมาว่า "ดีไฮเดรชัน" [Dehydration] ซึ่งเป็นขั้วตรงข้ามของไฮโดรไลซิส
วัฏจักร ATP อ้างอิง: https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cellular-energetics/cellular-energy/a/atp-and-reaction-coupling
ATP จะถูกสลายพันธะเพื่อให้พลังงานแก่โมเลกุลหรือเซลล์ กลายเป็น ADP (โดยใช้น้ำ) และ ADP จึงถูกหมุนเวียนมาใช้ใหม่โดยนำพลังงานมาสร้างพันธะกับหมู่ฟอสเฟตอิสระ เพื่อเก็บพลังงานให้โมเลกุลหรือเซลล์ไว้ใช้ต่อ (ได้น้ำออกมาด้วย) หมุนเวียนกันไปเป็น “วัฏจักร ATP” [ATP cycle] ด้วยเหตุนี้ ATP ทำให้เป็น "ตราสารพลังงาน" [Energy currency] ของร่างกายสิ่งมีชีวิต ที่เปรียบเสมือนเงินตราไว้ซื้อของ
ยังไม่จบเพียงเท่านี้... ตอนหน้าจะเป็นการเชื่อมเรื่องราววัฏจักร ATP กับแอนาและแคตาบอลิซึมเข้าด้วยกัน รวมถึงภาพรวมของกระบวนการนี้ก่อนจะลงลึกในแต่ละตัว มันอาจจะยากหน่อยแม่ว่าผมจะย่อยให้ง่ายแล้ว แต่หวังเป็นอย่างยิ่งว่า ทุกคนจะเข้าแนวคิดของแต่ละเรื่องแล้วนำมาต่อยอดในเรื่องต่อไปอย่างที่เคยบอกเสมอมา...
แม้ว่าผมจะยกศัพท์เทคนิค แปลกประหลาดขึ้นมา เพื่อให้คนที่มีพื้นฐานอยู่แล้วได้ทบทวนอีกครั้ง แต่สำหรับคนธรรมดาสามัญชนทั่วไป ไม่จำเป็นต้องจำให้ขึ้นใจ เพียงแต่ให้รู้ว่ามันเรียกแบบนี้ อย่างไรก็ดี ๆ ก็ขอให้ทุกคนเรียนรู้ไปด้วยกันกับผมนะครับ 😼
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
