متابولیسم یعنی چه و چه کسی آن را کشف کرد؟

سال اکتشاف ۱۹۳۸

این کشف چه می‌گوید؟

کربز کشف کرد زنجیرهٔ حلقوی واکنش‌های شیمیایی، مواد قندی را تبدیل به انرژی برای سلول‌ها می‌کند و سوخت ساز را فراهم می‌نماید

چه کسی آن را کشف کرد؟

هانس آدولف کربز Hans Adolf Krebs


عضلات کار انجام می‌دهند. شما غذا می‌خورید و این غذا به انرژی مبدل می‌شود که ماهیچه‌ها برای حرکت از آن استفاده می‌کنند. اما چطور؟

روند متابولیسم چنان اهمیتی برای بدن انسان دارد که سه جایزهٔ نوبل به کسانی داده شده است که به تحقیق در این باره پرداختند. سومین جایزه به هانس آلفرد کربز داده شد که این معما را حل کرد و نشان داد بدن چگونه غذا را به انرژی مبدل می‌کند. این کشف از جملهٔ بزرگترین اکتشاف قرن بیستم بود.


فیزیولوژیست انگلیسی آرچیبالد هیل اعتقاد داشت که ماهیچه‌ها هنگام انقباض گرما تولید می‌کنند. در ۱۹۱۳ او روشی را برای اندازه‌گیری تغییراتی در حدود  درجه ابداع کرد. او در کمال تعجب متوجه شد که هنگام انقباض عضلانی نه گرمایی تولید می‌شود و نه اکسیژنی مصرف می‌گردد.

پنج سال بعد، اوتو میرهوف آلمانی کشف کرد که در حین انقباض عضلانی کلیگوژن ناپدید و اسید لاکتیک ظاهر می‌شود. او این روند را غیر هوازی (Anaerobic) نامید (که از واژهٔ یونانی به معنای «بدون اکسیژن» می‌آید. بعدها متوجه شد که اکسیژن در ماهیچه برای شکستن اسید لاکتیک مصرف می‌شود. دیگر محققان دریافتند هنگامی که چهار اسید کربن دار را به برش‌هایی از ماهیچه اضافه می‌کنند ماهیچه اکسیژن جذب می‌کند.

اگرچه این کشف‌ها با اهمیت بنظر می‌رسید اما باعث سردرگمی بیشتر دانشمندان شد. کسی می‌باید به این مطالعات ظاهراً متناقض و متفاوت نظم دهد. هانس کربز به سال ۱۹۰۰ در آلمان متولد شد او پسر یک جراح بود. او به مطالعهٔ شیمی و داروسازی پرداخت و بعد در دانشگاه کمبریج به تحقیق پرداخت و تحقیقاتش را بر روند متابولیسم ماهیچه‌ها متمرکز کرد.

در ۱۹۳۷ او کبد و ماهیچه‌های سینهٔ کبوتر را مورد مطالعه قرار داد و توانست میزان بعضی از اسیدها را تعیین کند. اسیدهایی که چهار اتم کربن داشتند و دیگر اسیدهایی که شش رقم کربن داشتند و هنگامی به وجود می‌آمدند که قند اکسیده می‌شد. (قند با اکسیژن ترکیب می‌شد.) او متوجه شد که این روند باعث تولید اکسید کربن، آب و انرژی می‌شود.

این نتایج گیج کننده بود. این مواد چه ربطی با متابولیسم قند و تبدیل آن به انرژی داشت؟ کربز می‌دید که اسید سیتریک شکسته شده اما در همان حال بازهم اسید سیتریک تولید شده است. در مورد چند اسید دیگر هم ماجرا همین بود.

کربز بتدریج متوجه شد که این روند زنجیره‌ای است. زنجیره‌ای که از هفت مرحله شیمیایی جداگانه تشکیل شده است. مرحله اول با اسید سیتریک آغاز می‌شد. در هر مرحله مواد شیمیایی و اسیدهایی تولید می‌کرد که برای مرحلهٔ بعدی لازم بود. در مرحلهٔ آخر، اسید سیتریک تولید می‌شد تا دوباره این زنجیره تکرار شود.

این زنجیره بطور پایان ناپذیر در سلول‌های ما تکرار می‌شود. در طول این زنجیره خون ملکول‌های گلوکز (قند) تولید شده را مصرف می‌کند. در این زنجیرهٔ هفت مرحله‌ای دو مادهٔ اضافی تولید می‌شود: دی اکسید کربن و اتم‌های آزاد هیدروژن. این اتم‌های هیدروژن با اکسیژن فسفات ترکیب می‌شوند تا آب و ATP مادهٔ شیمیایی که انرژی را مانند باطری ذخیره می‌کند، تولید نمایند.

ملکول‌های قند هم وارد زنجیره می‌شوند و دی اکسید کربن، آب و ATP تولید می‌کنند. در ۱۹۳۸ کربز این زنجیرهٔ عجیب و پیچیده اما مؤثر را که یک وظیفه ساده داشت، تبدیل قند در خون به انرژی مورد نیاز سلول‌ها، کشف کرد. عجیب است اما هر سلول ماهیچه‌ای در بدن ما، این واکنش هفت مرحله‌ای را که در هر کدام یک آنزیم نقش دارند، در هر دقیقه از شبانروز انجام می‌دهد.


بدن یک انسان معمولی می‌تواند ۱۰۰ وات الکتریسته تولید کند. این کار را با مولدهای زیست – نانو، سلول‌های تولید سوخت الکترو شیمیایی با مقیاس نانو که از قند خون نیرو می‌گیرند، به همان شیوهٔ حلقوی کربز، انجام می‌دهد.

دیدگاه خود را با ما اشتراک بگذارید:

ایمیل شما نزد ما محفوظ است و از آن تنها برای پاسخگویی احتمالی استفاده می‌شود و در سایت درج نخواهد شد.
نوشتن نام و ایمیل ضروری است. اما لازم نیست که کادر نشانی وب‌سایت پر شود.
لطفا تنها در مورد همین نوشته اظهار نظر بفرمایید و اگر درخواست و فرمایش دیگری دارید، از طریق فرم تماس مطرح کنید.