生化代謝地圖
幾乎所有的生物都有糖解作用(所以人類的生化學和生藥學都會學到代謝地圖)，此為演化的證據之一，因為最簡單的生物演化出來之後，它具有糖解作用，而它演化出來的生物也都有糖解作用。
呼吸作用(動、植物)和光合作用(植物)[]
呼吸作用把化學能(食物，譬如葡萄糖)轉成化學能(ATP)；光合作用耗化學能(ATP)，把光能轉成化學能(醣類)
有氧呼吸=糖解作用/糖酵解+pyruvate dehydrogenation(丙酮酸氧化作用)+TCA cycle+ETC
Summary of aerobic respiration:各階段產生的NADH(糖酵解、丙酮酸氧化、TCA cycle)和FADH2(TCA cycle)到ETC去產生ATP
有氧呼吸=ETC的最後電子接受者是O2，所以呼吸才需要O2
無氧呼吸=ETC的最後電子接受者不是O2，所以無氧呼吸不需要O2，可能需要SO4^2-(硫化細菌)
| ETC電子傳遞鏈 | O2 | |
| Aerobic respiration有氧呼吸 | O | O |
| Anaerobic respiration無氧呼吸 | O | X |
| Fermentation發酵 | X | X |
| Conclution | Respiration才有ETC |
cellular respiration(細胞呼吸)=glycolysis(糖解作用/糖酵解)→pyruvate dehydrogenation(丙酮酸氧化作用)→TCA cycle(TCA循環)→ETC(電子傳遞鍊)
化學之父拉瓦傑就發現呼吸是一種氧化作用，只不過它和燃燒比起來不像燃燒是電子一下子掉到氧之上，而是經過很多步驟的緩慢氧化。
呼吸作用也可以把葡萄糖外的食物轉成化學能(ATP)，譬如在TCA cycle時的alpha-keto acid可由胺基酸轉化而成；
aerobic respiration
aerobic respiration by wikipediaAuthorDarekk2
Steps of TCA cycle[]
檸檬酸循環是一個關鍵的代謝途徑，它統一了碳水化合物、脂肪和蛋白質的代謝。
There are ten basic steps in the citric acid cycle, as outlined below. The cycle is continuously supplied with new carbon in the form of acetyl-CoA, entering at step 0 in the table. 圖
| Reaction type | Substrates | Enzyme | Products | Comment | |
|---|---|---|---|---|---|
| 模板:Nowrap | Aldol condensation | Oxaloacetate + Acetyl CoA + H2O | Citrate synthase | Citrate + CoA-SH | irreversible, extends the 4C oxaloacetate to a 6C molecule |
| 1 | Dehydration | Citrate | Aconitase | cis-Aconitate + H2O | reversible isomerisation |
| 2 | Hydration | cis-Aconitate + H2O | Isocitrate | ||
| 3 | Oxidation | Isocitrate + NAD+ | Isocitrate dehydrogenase | Oxalosuccinate + NADH + H + | generates NADH (equivalent of 2.5 ATP) |
| 4 | Decarboxylation | Oxalosuccinate | α-Ketoglutarate + CO2 | rate-limiting, irreversible stage, generates a 5C molecule | |
| 5 | Oxidative decarboxylation |
α-Ketoglutarate + NAD+ + CoA-SH | α-Ketoglutarate dehydrogenase, Thiamine pyrophosphate, Lipoic acid, Mg++,transsuccinytase |
Succinyl-CoA + NADH + H + + CO2 | irreversible stage, generates NADH (equivalent of 2.5 ATP), regenerates the 4C chain (CoA excluded) |
| 6 | substrate-level phosphorylation |
Succinyl-CoA + GDP + Pi | Succinyl-CoA synthetase | Succinate + CoA-SH + GTP | or ADP→ATP instead of GDP→GTP,[1] generates 1 ATP or equivalent. Condensation reaction of GDP + Pi and hydrolysis of succinyl-CoA involve the H2O needed for balanced equation. |
| 7 | Oxidation | Succinate + ubiquinone (Q) | Succinate dehydrogenase | Fumarate + ubiquinol (QH2) | uses FAD as a prosthetic group (FAD→FADH2 in the first step of the reaction) in the enzyme.[1] These two electrons are later transferred to QH2 during Complex II of the ETC, where they generate the equivalent of 1.5 ATP |
| 8 | Hydration | Fumarate + H2O | Fumarase | L-Malate | Hydration of C-C double bond |
| 9 | Oxidation | L-Malate + NAD+ | Malate dehydrogenase | Oxaloacetate + NADH + H+ | reversible (in fact, equilibrium favors malate), generates NADH (equivalent of 2.5 ATP) |
| 10 / 0 | Aldol condensation | Oxaloacetate + Acetyl CoA + H2O | Citrate synthase | Citrate + CoA-SH | This is the same as step 0 and restarts the cycle. The reaction is irreversible and extends the 4C oxaloacetate to a 6C molecule |
早期探討飲食的錯誤研究模型:用灰分模擬呼吸作用[]
- 早期探討飲食的錯誤研究模型:用灰分模擬呼吸作用
- 1920年代由美國醫生William Howard Hay推廣的Hay diet食物的酸鹼理論Alkaline diet鹼性飲食the alkaline ash diet, alkaline acid diet, acid ash diet, and acid alkaline diet
人體中的揮發性酸(碳酸)和非揮發性酸和排除的器官系統-大學生理學[]
人體藉由呼吸系統的肺排除揮發性酸(碳酸，藉由CO2)，然後藉由排泄系統的腎臟中和非揮發性酸，以維持體內酸鹼值的恆定。這兩個維持酸鹼值恆定的系統如果出問題，會造成酸或鹼中毒。
| 體內(血中)酸的來源A | 體內(血中)酸的消耗E |
| 一、酸的得到(2)
1.volatile acid(揮發性酸:可以變成氣體的酸，可以藉由呼吸排除):即碳酸(H2CO3)，先由oxidative metabolism(氧化性代謝)(譬如有氧呼吸)產生CO2，再由CO2產生H+(CO2+H2O=H2CO3以carbonyl anhydride催化)。此來源由於肺的換氣通常會變成CO2完全排掉，除非像是譬如hypoventilation換氣不足症候群或是respiratory disease(呼吸性疾病)才不會完全排掉 2.nonvolatile acid(非揮發性酸:無法變成氣體的酸，無法藉由呼吸排除，通常由腎臟排泄): 蛋白質(protein)和其他organic molecule的metabolism((新陳)代謝)(吃蛋白質會異化代謝(catabolism)產生phosphoric acid磷酸、sulfuric acid硫酸、HCl鹽酸根…等非碳酸的anion陰離子(分析化學的灰分分析法，模擬體內的有氧呼吸)，其他還有lactic acid乳酸…等有機酸。) |
一、酸的失去(4):
1.在各種organic anion的metabolism中用到H+，並且產生HCO3-(所以一個H+進入某些代謝反應產生一個HCO3-?酸變鹼?) 2.因為vomitus嘔吐物失去H+(消化系統): 消化系統胃腸道分泌的酸H+(胃)的失去-嘔吐 3.因為Urine失去H+(排泄系統) 4.hyperventilation過度換氣症候群:失去volatile acid(揮發性酸:可以變成氣體的酸，可以藉由呼吸排除):即碳酸(H2CO3) ，CO2+H2O=H2CO3以carbonyl anhydride催化逆反應生成由CO2失去(呼吸系統) |
| 二、鹼的失去(2):
urine中失去HCO3-(bicarbonate碳酸氫根)、 消化系統胃腸道分泌的鹼HCO3-(非為胃的…小腸液、?胰液…等)的失去-下痢 因為下痢失去HCO3-(alkaline gastrointestinal secretion)或是失去其他nongastric GI fluid(非胃的胃腸道液體) |
二、鹼的得到(0):
腎臟生合成HCO3-加到plasma中 |
由於酸鹼度藉由影響代謝反應中酵素的活性，所以H+很重要，因此ECF中的H+有重要的調控。
| 體內(血中)Hydrogen ion imbalance氫離子不平衡(7.35<動脈血pH<7.45) | |
| pH(arterial plasma hydrogen ion concentration)<7 | pH(arterial plasma hydrogen ion concentration)>7 |
| 酸中毒(acidosis) | 鹼中毒(alkalosis) |
| 呼吸性酸中毒:因為呼吸引起的酸中毒
代謝性酸中毒:不是因為呼吸引起的酸中毒 |
呼吸性鹼中毒:因為呼吸引起的鹼中毒
代謝性鹼中毒:不是因為呼吸引起的鹼中毒 |