Енергетичні витрати організму. Обмін речовин та енергії

Обмін речовин та енергії у клітині називають також метаболізмом. Метаболізм здійснюється не лише на клітинному рівні, а й на тканинному й організмовому рівнях. Він забезпечує постійність внутрішнього середовища клітини й організму в безперервно змінюваних умовах існування. Така постійність називається гомеостазом.

Обмін речовин і енергії = метаболізм

Зовнішній обмін

Поглинання і виділення речовин  

Пластичний обмін = асиміляція

Сукупність процесів синтезу складних органічних Речовин із простих (супроводжується поглинанням енергії)  

Сукупність процесів розщеплення складних речовин до простих (супроводжується виділенням енергії)  

Енергетичний обмін = дисиміляція

Внутрішній обмін

Обмін речовин складається із двох взаємопов'язаних і взаємозалежних процесів. Це процеси дисиміляції, у яких відбувається розщеплення органічних речовин і виділена енергія використовується для утворення АТФ, і процеси асиміляції, в яких енергія АТФ витрачається на синтез власних необхідних для організму речовин.

Процеси дисиміляції називають також катаболізмом та енергетичним обміном, а процеси асиміляції — анаболізмом і пластичним обміном. Енергетичний обмін (катаболізм, дисиміляція) — це сукупність реакцій розщеплення складних органічних сполук до більш простих молекул із виділенням енергії. Частина цієї енергії йде на синтез молекул АТФ, багатих на енергетичні зв'язки.

Розщеплення органічних речовин здійснюється в цитоплазмі без участі кисню і в мітохондріях за участю кисню.

Енергетичний обмін відбувається поетапно.

На підготовчому етапі під впливом ферментів полісахариди роз­щеплюються на моносахариди, жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот, білки — до амінокислот, нуклеїнові кислоти — до иуклеотидів. При цьому виділяється незначна кількість енергії, яка розсіюється у вигляді тепла.

Безкисневий етап (анаеробне дихання, або гліколіз) — моноступінчасте розщеплення глюкози бея участі кисню.

Речовини, що утворилися на підготовчому етапі, глюкоза, гліцерин, органічні кислоти, амінокислоти та ін. — починають свій подальший розпад. Це складний багатоступінчастий процес. Він складається з низки послідовних ферментативних реакцій. Сумарне рівняння гліколізу:

С₆Н₁₂0₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ - 2С₃Н₆О₃ + 2АТФ + 2Н₂0

Енергія, що вивільняється під час реакцій гліколізу, не вся переходить у тепло. Частина її іде на синтез двох багатих на енергію фосфатних зв'язків. При розпаданні однієї молекули глюкози під час гліколізу і спиртового бродіння утворюються дві молекули АТФ. Таким чином клітина зберігає 40 % енергії.

Етап кисневого розщеплення, або дихання. Кисневе дихання основний етап у забезпеченні клітини енергі­єю. Він у 18 разів ефективніший за безкисневий етап. Сумарне рівняння кисневого розщеплення:

2С_₃Н_₆0_₃ + 60₂ + З6H₃РО₄ + 36АДФ = 6СО₂+38Н₂O +36АТФ.

Енергетичний обмін в аеробних клітинах рослин, грибів і тварин відбувається однаково. Це свідчить про їх спорідненість.

Пластичний обмін (анаболізм, асиміляція) один із вин ні в обміну речовин, який охоплює процеси синтезу амінокислот, моносахаридів, жирних кислот, нуклеотидів, полісахаридів, макромолекул білків, нуклеїнових кислот.

Пластичний обмін — синтез власних органічних сполук з отриманих поживних речовин, відбувається з використанням анергії, отриманої під час окиснення. Процес відбувається у три етапи.

На першому етапі йде синтез проміжних сполук із низькомолекулярних речовин. На другому етапі здійснюється синтез «будівельних блоків» із про­міжних сполук.

На третьому етапі відбувається синтез макромолекул білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, жирів із «будівельних блоків».

У результаті пластичного обміну синтезуються властиві організму білки, жири, вуглеводи, які, у свою чергу, ідуть на створення нових клітин, органів, міжклітинної речовини.

Значення пластичного обміну полягає у забезпеченні клітини буді­вельним матеріалом для створення клітинних структур і органічними речовинами, які використовуються в енергетичному обміні.

Дата добавления: 2014-01-04