تجري العمليات الماصة للطاقة بالاقتران مع العمليات الباعثة للطاقة

نحصل العمليات الحيوية مثل تفاعلات التخليق والتقلص العضلي وتوصيل الدفعات العصبية والنقل الفعال، على الطاقة عن طريق الارتباط الكيميائي أو التقارن (Coupling) مع التفاعلات التأكسدية. ويمكن تغيل هذا النمط من التقارن بشكل مبسط كما في الشكل. حيث إن نحول المتأيض A إلى المتأيض B يترافق مع تحرير للطاقة الحرة. وهو يكون مقترنا تتفاعل اخر يحتاج للطاقة الحرة لتحويل المتأيض C إلى المتأيض D. وحيث أن بعض الطاقة المتحررة من تفاعل التدرك يتم نقلها إلى تفاعل تخليق بشكل غير حراري، فإنه لا يمكن هنا استعمال المصطلحات الكيميائية الطبيعية مطلق للحرارة (Exothermic) وماص للحرارة (Endothermic) للإشارة إلى هذه التفاعلات. وعلى الأصح، فإن مصطلحات مطلق للطاقة وماص للطاقة المستخدمة للإشارة إلى أن عملية ما تكون مترافقة مع ضياع أو كسب للطاقة الحرة على الترتيب دون الأخذ في الحسبان شكل الطاقة المساهمة في هذه العملية. ومن الناحية العملية، فإن التفاعل الماص للطاقة لا يمكن أن يتواجد بشكل مستقل، بل من الضروري أن يكون جزءاً من جملة مقترنة الباعثة وماصة للطاقة، بحيث يكون احصيل الصافي للتبدل مطلقاً للطاقة. ويطلق تعبير التقويض (Catabolism) على

التفاعلات الباعثة للطاقة (ويعني ذلك عموهاً تحطيم أو أكسدة جزئيات الوقود)، في حين يطلق تعبير الابتناء (Anabolism) على تفاعلات التخليق التي تقوم ببناء المواد. وإن مجموع عمليات التقويض والابتناء يسمى أيض (Metabolism).

إذا سار التفاعل المبين (بالشكل 12-1) من اليسار إلى اليمين، فإن محصلة العملية تكون مترافقة مع خسارة بالطاقة الحرة على شكل. حرارة. ويمكنا أن نتصور إحدى أليات الاقتران فمعا لو وجد متوسط. مشترك حتمي (I) يأخذ حيزا في كلا التفاعلين، كما يلي:

تقترن بعض التفاعلات الباعثة للطاقة والماصة للطاقة في الجمل الحيوية بهذا الأسلوب. ومن الضرورى أن ندرك هنا بأن هذا النمط من الجمل متلك ألية داخلية من أجل المراقبة الحيوية للمعدل الذي به يسمح بحدوث العمليات التاًكسدية، لأن وجود متوسط. مشترك حتمي يسمح لمعدل استخدام الناتج (D) من سبيل التخليق بأن يحدد، عن طريق قانون فعل الكتلة، معدل أكسدة المادة (A).وفي الواقع توفر هذه العلاقات الأساس لمفهوم تنظيم التنفس، وهي العملية التي تقي الكائن احي من الاحتراق الذي يحدث عند غياب المراقبة والتنظيم ويتوضح مفهوم الاقتران بالنظر إلى تفاعلات نزع الهيدروجين التي تقترن مع تفاعلات الهدرجة (إضافة الهيدروجين) عن طريق ناقل متوسط. (الشكل 12-2).

الشكل 12-2 : اقتران تفاعلات نزع وضم الهيدروجين بوساطة حامل متوسط.

توجد طريقة بديلة لاقتران العملية الباعثة للطاقة مع الماصة للطاقة وهي تتم بتخليق مركب بكمون عال من الطاقة في تفاعل مطلق للطاقة، ومن ثم دخول هذا المركب الجديد إلى تفاعل ماص للطاقة، وبذلك يتم انتقال الطاقة الحرة من السبيل المطلق للطاقة إلى الماص للطاقة. وفي (الشكل 12-3) يمثل (E) المركب ذي الكمون الطاقى المرتفع أما (E) فهو المركب الموافق ذو الكمون الطاقى المنخفض. إن الفائدة

الحيوية من هذه الآلية هي أن (E) وخلافا للمركب I في الجملة السابقة، لا يحتاج لأن يكون على علاقة بنيوية مع A أو B أو C أو D. وهذا يجيز للمركب (E) لأن يعمل كناقل للطاقة من عدد كبير من التفاعلات الباعثة للطاقة إلى عدد مواز من التفاعلات أو العمليات الماصة للطاقة كما هو مبين في (الشكل 12-4). وفي الخلية الية، يعد ثلاثي فسفات الأدينوزين ATP (الذي يشار إليه بـ (E)~) الوسيط الأساسي أو المركب الناقل للطاقة عالية القيمة.