Энергетика клетки

Внутреннее (тканевое) дыхание.

Артериальная кровь, насыщенная кислородом, направляется к тканям, где постоянно потребляется О₂ и образуется CO₂. Напряжение O₂ в капиллярах тканей выше, чем в клетках тканей, поэтому O₂ поступает в клетки. Напряжение CO₂ в тканевой жидкости составляет 46 мм. рт. ст., а в артериальной крови 40 мм. рт ст., поэтому CO₂ диффундирует в капилляры, и кровь становится венозной. Часть CO₂ переносится в составе венозной крови в растворенном виде, часть в виде карбгемоглобина, а большая часть в виде гидрокарбонатов калия и натрия.

Регуляция дыхания производится нервными и гуморальными факторами. Так, увеличение концентрации CO₂ в крови ведет к углублению дыхания, а понижение O2 - к учащению дыхания.

В химических реакциях при образовании связей между простыми молекулами энергия потребляется, а при разрыве выделяется.

В процессе фотосинтеза у зеленых растений энергия солнечного света переходит в энергию химических связей, возникающих между молекулами углекислого газа и воды. Образуется молекула глюкозы: CO₂ + H₂O + Q (энергия) = C₆H₁₂O₆.

Глюкоза является главным источником энергии для человека и большинства животных.

Процесс усвоения этой энергии называют " окислительное фосфорилирование", так как энергия, выделяющаяся при окислении, сразу используется на связывание фосфорной кислоты с аденозиндифосфорной кислотой (АДФ):

АДФ+Ф+Q (энергия)=АТФ

Получается "универсальная энергетическая валюта" клетки аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она может в любой момент быть использована на любую полезную организму работу или на согревание.

АТФ®АДФ+Ф+Q (энергия)

Процесс окисления глюкозы проходит в 2 этапа.

1. Анаэробное (бескислородное) окисление или гликолиз происходит на гладкой эндоплазматической сети клетки. В результате этого глюкоза оказывается разорванной на 2 части, а выделившейся энергии достаточно для синтеза двух молекул АТФ.

2. Аэробное (кислородное) окисление. Кусочки разорванной глюкозы (2 молекулы молочной кислоты) при наличии кислорода продолжают ряд окислительных реакций. Этот этап протекает на митохондриях и приводит к дальнейшему разрыву молекул и выделению энергии.

Результатом второго этапа окисления одной молекулы глюкозы (или двух молекул молочной кислоты) является образование 6молекул углекислого газа, 6 молекул воды и энергии, которой достаточно для синтеза 36 молекул АТФ.

В качестве субстратов для окисления на втором этапе могут использоваться не только молекулы молочной кислоты, полученные из глюкозы, но и молекулы полученные в результате окисления липидов, белков, спиртов и других энергоемких соединений.

Активная форма уксусной кислоты - А-КоА (читается ацетил коэнзим А или ацетил кофермент А) - это промежуточный продукт окисления глюкозы, аминокислот, жирных кислот и других веществ.

А-КоА является точкой пересечения углеводного, белкового и липидного обменов.

При избытке глюкозы и других энергонесущих субстратов организм начинает их депонировать. В этом случае, глюкоза окисляется по обычному пути до молочной и пировиноградной кислоты, затем до А-КоА. Далее, А-КоА становится базой для синтеза молекулы жирных кислот и жиров, которые депонируются в подкожной жировой клетчатке. Наоборот, при недостатке глюкозы, ее синтезируют из белков и жиров через А-КоА (глюконеогенез).

При необходимости могут пополняться и запасы заменимых аминокислот для строительства некоторых белков.

Схема связи углеводного, липидного, белкового и энергетического метаболизма

Дата добавления: 2014-01-07