) األيض ) الغذائي Metabolismالتمثيل

: ) األيض ) الغذائي العمليات التمثيل مجموعة هووله الحية الكائنات جميع خاليا في تتم التي الكيميائية

: رئيسيان هدفان

مثل- 2 للخلية ضرورية معقدة عضوية مركبات تكوينمركبات من والدهون البروتينات ، الكربوهيدرات

كالماء الغذاء CO2و H2Oبسيطة هضم عن تنتج التي . المعقدة المركبات تلك في طاقة اختزان بالتالي

البناء عملية . Anabolismوتسمى

من- 1 الخلية تمكن التي الطاقة على الحصولعضوية مركبات تحليل طريق عن وظائفها أداء

البروتينات ، الكربوهيدرات مثل معقدةتحرير بالتالي بسيطة مركبات إلى والدهون

. المعقدة المركبات تلك في وتسمى الطاقة.catabolismالهدم

تفاعل خالل من منهما أي أو الهدفان هذان يتحقق ما نادراان األحيان األغلب في السائدة القاعدة أن بل واحد، كيميائيالتفاعالت من عدد خالل من المركبات تصنيع أو الطاقة تنتج

فيها األول التفاعل من الناتجة المادة تكون بحيث المتتاليةوهذا الثاني التفاعل في متفاعلة .مادة

معينة مادة بتحويل المختصة التفاعالت مجموع على ويطلق) الغذائي ) التمثيل األيضي المسار باسم اخرى مادة إلى

Metabolic pathway. أكثر • الناتجة النهائية المادة كانت إذا بالبناء يختص ما األيضية المسارات ومن. األولية المادة من تعقيدا

من • أبسط النهائي الناتج الحالة هذه وفي الطاقة لتحرير بالهدم يختص ما ومنهااألولية . المادة

في • تستخدم أولية مواد نفسه الوقت في وينتج طاقة يعطي ما المسارات ومن. بالبناء مختصة أيضية مسارات

والطاقة الحيوية الكيميائية التفاعالتالحرة

من : -1 فالبد الطاقة إنتاج وهو لأليض األول الهدفالطاقة عن نتحدث حيث منها المقصود معرفة

تستخدم وفيم تنتج .وكيف

2- : حيث الكيميائية التفاعالت وهو الثاني الهدفنفسها الطبيعية للقونين وتخضع الخاليا في تتم أنها

والتبديالت الكيميائية التفاعالت تحكم التيفإن لذلك حولنا من العالم في تجى التي الفيزيائية

التفاعالت فهم على يساعد القوانين لهذه فهمناندرسها سوف التي الحيوية .الكيميائية

الحرارية الديناميكا مبادئ ببعض االلمام إنThermodynamic

: فإن لذلك سهولة أكثر األيض فهم يجعل

. الحية للكائنات الضرورية العناصر أحد الطاقة تمثلاستخدامها الحية الخاليا تستطيع التي الطاقة وصورة

هي الحرة Free energyالطاقة

الحرة الطاقة الطاقة: Free energyوتعرف بأنهاعليها الحصول ويمكن ما، بعمل القيام على القادرة

كانت إذا خاصة كيميائي تفاعل أو عملية أي من . وضغط حرارة درجة تحت وتنتج تلقائي بشكل

. الحية األنظمة في الموجودة للظروف وفقا ثابتين

بالحرف الحرة للطاقة جبيس Gويرمز للعالم نسبةGibbs قياسها ووحدات المفهوم، هذا أدخل الذي

. هو يهمنا وما مضاعفاتها أو الجول و الكالوري هيبالرمز ∆ له ويرمز الطاقة الفرق Gفرق ويقاس

. والمتفاعلة الناتجة المواد طاقة بين

في الناتجة المواد طاقة تكون حيثالمتفاعلة المواد طاقة من أقل التفاعل

السالبة G∆فتكون االشارة وهذه سالبةتلقائي بشكل يتم التفاعل أن على تدل

فهو الحالة هذه وفيالدهون أكسدة تفاعالت مثل طاقة ينتج

في الناتجة المواد طاقة تكون حيثالمواد طاقة من أعلى التفاعل

فتكون وهذه G∆المتفاعلة موجبةالتفاعل أن على تدل الموجبة االشارةالحالة هذه وفي غيرتلقائي بشكل يتم

تفاعالت مثل طاقة إلى يحتاج فهوالنشط والنقل البناء

المواد طاقة تكون حيثالتفاعل في الناتجة

المواد لطاقة مساويةفتكون G∆المتفاعلة

يدل وهذا صفرا مساويةفي التفاعل ان على

اتزان حالة

قيمة :G∆وتغير عوامل لعد تبعا

الحرارة لدرجة فتزداد والمتفاعلة الناتجة المواد وتركيز

الناتجة G∆قيمة المواد تركيز زاد إذاوالعكس المتفاعلة المواد تركيز وقل

صحيح.

للطاقة الماصة للتفاعالت يمكن كيفالمعتدلة الجسم ظروف في تحدث أن

للطاقة ماص تفاعل بين باالقتران التفاعالت وتتم . يسير أن باالقتران ويقصد للطاقة طارد وآخر

قيمة تكون بحيث واحد كتفاعل G∆التفاعالنمجموع ∆ تساوي وهي سالبة االجمالي Gللتفاعل

: افتراضي. مثال نذكر ذلك ولتوضيح للتفاعلينأن التالي :G∆لنفرض التفاعل في

A B ∆G=+5Kcal/mol

C D ∆G=-9Kcal/mol

A+C B+D ∆G=-4Kcal/mol تلقائي المقترن التفاعل أن الواضح من

الطاردة التفاعالت حدوث يمكن ال أنه فنجدللطاقة الماصة التفاعالت تحدث لم ما للطاقة

: التالي توافر إذا ذلك ويتم : في الوسيلة وهذه للتفاعلين االقتران وسيلة

يعطي واقترانهما ، االنزيم هي األيضية التفاعالتلما ذلك ولوال األخيرة التفاعالت ضبط على القدرةوألدى األكسدة تفاعالت سير على السيطرة أمكنويمكننا وقود، من فيها بما الخاليا احتراق إلى ذلكقلت إذا البدانة تحدث لماذا بسهولة ندرك أن االن

والتقلص الدهون فأكسدة ، العضلية التمارينمعدل نقص التقلص قل فإذا مقترنان العضلي

. دهونا الغذاء من الفائض واختزن األكسدة االقتران يكون بحيث اآلليات من هائل عدد توفر

لها، وطارد للطاقة ماص تفاعل كل بين ممكنايؤديه الذي الدور هي البديلة الوسيلة فإن ولذلك

الفوسفات ثالثي .ATPالنيوكليوتيد

أدينوسين فوسفات ATPثالثي

عن عبارة فيها ( Nucleotide )نيكليوتيدهو تختزنمجموعة بين بالطاقة غنية رابطة شكل على الطاقة

عضوية )فوسفات ( Inorganic Phosphate Piغير.ADPومركب

جزيء نيتروجنية )ATPيتألف قاعدة وسكر( أدينينمنفوسفات رايبوز مجموعات . وثالث

: الفوسفات مجموعات بين الروابط تحتوي الحظيويمكن كبيرة، بكميات مختزنة كيميائية طاقة على

روابط إحدى تحطيم عند تنطلق أن الطاقة لهذهالفوسفات. 

الثالثة الفوسفات مجموعتي بين الرابطة تحطيم عندمقدارها طاقة تتحرر مول، / 7.3والثانية سعر كيلو

      أدينوسين الفوسفات ثنائي مركب  ADPوينتج

طاقةATP   ADP + Pi + الثانية الفوسفات مجموعة بين الرابطة تحطيم عند

فوسفات أحادي أدينوسين مركب ينتج واألولى .AMPأدينوسين

طاقةADP   AMP + Pi + . عكسية : جميعها التحوالت مالحظة مع

ATP

طاقة يصنع أكبر ATPتعتبر الذي المركب طاقة منأدينوسين فوسفات ثنائي وهو ، ADPمنه

تفاعل يعتبر تفاعل ADPمن ATP اصطناعلذلكبينما ماص تفاعل ADPإلى ATP تحولللطاقةللطاقة، طارد

تحول يقترنوهكذاADP إلىATP التفاعل أومع الطاردة المعاكس التفاعالت من كبير عدد

للطاقة .والماصة التوالي على مركب يؤدي عمليات ATPوبذلك في الوسيط دور

. الطاقة تبادل

مركب يعتبر استقرارا ADPعللي أكثرمركب . ATPمن

المركب إلى النظر الطاقة ATPعند عالي أنه نجدذات أوال الفوسفاتية الثالثة المجموعات تأين بسبب

مستوى يرفع بينهما التنافر فإن وبالتالي السالبة الشحنات . إلى تحوله فإن وبالمقابل المركب في ADPالطاقة

ويجعل الشحنات تباعد إلى يؤدي . ADPوفوسفات ثباتا أكثرالرنين ثانيا من أكبر قدر وجود وهو أخر عامل أيضا وهناك

. الحر الفوسفات أيون في

طاقةATP →  ADP + Pi +

في المخزنة الطاقة مصدر ما؟ATPجزيئات

عملية في العضوية المركبات جزيئات أكسدة أو الضوئي البناءالخلوي التنفس

ADP + Pi ATP

الحيوي- 1 البناءالنشط- 2 االنتقالواالنقباض- 3 الحركة

ATP

يمثل هو ATPال بل األمد، طويل للطاقة مخزنافي كميته تكفي ال وقد لها، مباشر مصدر مجرد

أقل، أو ثوان لبضعة بالطاقة لتزويدها الجسم خالياالحية الخاليا في تركيزه مستوى ضمن لكن يظل

معقولة من االستمراربفضل حدود اصطناعه فيADP الطاردة التفاعالت مع باالقتران يتم الذي

للطاقة.

غير الطاقة عالية اخرى مركبات الخاليا في ATPهناكالطاردة التفاعالت بعض في المركبات هذه وتنتج

: المركبات. هذه من للطاقة

بايروفات Phosphoenol pyruvateفوسفواينول الكرياتين Creatine phosphateفوسفات الكربامويل Carbamoyl phosphateفوسفات ويعتبرADP أن يمكن اذ الطاقة العالية المركبات من أيضا

جزئ لتحويل منه جزئ من الفوسفات مجموعة بأخذ يستغلإلى مماثل :ATPاخر التالية المعادلة في كما

ADP + ADP ATP + AMP

ذات االخرى والبريميدينية البيورينية النوكليوتيدات فإن كذلك . االيضية التفاعالت بعض في مهمة ادوار ولها عالية، طاقة

هي المركبات القواعد GTP, CTP, UTPوهذه على وتحتويالنيتروجينية؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

ودور واالختزال األكسدة تفاعالت: فيها الثنائية النيوكليوتيدات

من الطاقة على االنسان خاليا أكسدةتحصل. والبروتينات الليبيدات الكربوهيدرات،

لألكسدة العام انتقال Oxidationوالمفهوم هواخرى إلى مادة من االلكترونات ففقدااللكترونات

Reduction اختزاليعني وكسبها، أكسدةيعني متالزمتان وهما .عمليتان

فإن األوكسجين بمشاركة االكسدة تتم وعندماماء إلى فيتحول األوكسجين إلى تنتقل االلكترونات

. الهيدروجين أيونات مع يرتبط أن بعد األوكسجين إلى االلكترونات انتقال عملية أن نالحظ

األلفة شديد األوكسجين ألن الطاقة من كمية يحرر. استقرار أكثر معه فتصبح لاللكترونات

التي المادة حسب المتحررة الطاقة كمية تختلفالمادة في االلكترونات طاقة كانت فكلما تأكسدت

عندما المتحررة الطاقة زادت أعلى لها المعطية . األوكسجين إلى االلكترونات هذه تصل

الجلوكوز: أكسدة مثال

من وغيره الجلوكوز من االلكترونات انتقال يتمخاصة مركبات بمشاركة األوكسجين إلى المركبات

االلكترون تعرف أهمها بناقالت ثنائيات ومن: النيوكليوتيد وهي

والنيكوتيناميد األدنين نيوكليوتيد ثنائي Nicotinamide adenine dinucleotide NAD+ في

والرمز ، األكسدة .NADHحالة االختزال حالة في واألدينين الفالفين نيوكليوتيد ثنائي

Flavin adenine dinucleotide FAD حالة فيو . FADH2األكسدة، انظري االختزال حالة في

الكتاب.

: التأكسدية الفسفرة

واالختزال األكسدة تفاعالت معظم تتماختزال مع تترافق FADو +NADالتيالميتوكوندريا داخل مركز في وهي

, وتعتبر الخلية في الحيوية التفاعالتالخلية في الطاقة بيت الميتوكندريا

انه لتنتج احيث الخلية بتفاعالت تقومشكل على . ATP الطاقة

الداخلي الغشاء في يوجد كمااالنزيمات من عدد للميتوكوندريامن االلكترونات بنقل المتخصة

NADH وFADH2 األوكسجين إلىما بعضها مع االنزيمات هذه وتؤلف

التنفسية بالسلسلة يعرفRespiratory chain

أكسدة جزيئات NADHتنتج ATPثالثة أكسدة تنتج فقط FADH2بينما جزيئين هذا عبر األوكسجين إلى االلكترونات انتقال وأخيرا

األيضية للمسارات النهاية بمثابة هو المسار . الطاقة بإنتاج المختصة