Вопрос 3

Макроэргическими соединениями называют вещества, расщепление которых сопровождается выделением большого количества энергии. В организме человека роль макроэргических соединений выполняют аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ).

АТФ, аденозинтрифосфат. Он состоит из гетероциклического структурного элемента аденина, пятиуглеродного сахара рибозы и трех фосфатных групп, соединенных пирофосфатными связями так, что они составляют цепочку. Именно последние придают АТФ способность легко подвергаться гидролизу.

Энергия макроэргических связей используется для совершения любой работы: активации соединений (например, глюкозы, чтобы могла начаться цепь ее окислительных превращений), синтеза биополимеров (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов), избирательного поглощения веществ из окружающей клетку среды и выброса из клетки ненужных продуктов, мышечного сокращения и восстановления активного состояния организма и т. д. Запас этих соединений позволяет организму быстро реагировать на изменение внешних условий и совершать физическую работу. При спортивной тренировке содержание макроэргических соединений в мышцах и скорость их образования возрастают. вопрос 5

Катаболизм – процесс распада сложных соединений до более простых, это энергообразующая часть.

Специфические и общие пути катаболизма

В катаболизме различают три стадии:

1). Происходит в кишечнике (переваривание пищи) . Полимеры превращаются в мономеры (белки – в аминокислоты, углеводы в моносахариды, липиды – в глицерол и жирные кислоты). Химическая энергия при этом рассеивается в виде тепла.

2). Локализация второго этапа – цитозоль и митохондрии. Мономеры превращаются в общие продукты, в пировиноградную кислоту, ацетильную группу (в составе ацетил-S-КоА), и в некоторые другие мелкие органические молекул. Химическая энергия частично рассеивается в виде тепла, частично накапливается в виде восстановленных коферментных форм (НАДН, ФАДН₂), частично запасается в макроэргических связях АТФ (субстратное фосфорилирование).

1-ая и 2-ая стадии катаболизма относятся к специфическим путям, которые уникальны для метаболизма белков, липидов и углеводов.

3). Заключительный этап катаболизма, сводится к окислению ацетил-КоА до СО₂ и Н₂О в реакциях цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) – общий путь катаболизма. В общих путях образуются первичные доноры водорода для ЦПЭ.Окислительные реакции общего пути катаболизма сопряжены с цепью тканевого дыхания. При этом энергия (40-45%) запасается в виде АТФ (окислительное фосфорилирование). . Выделенные атомы водорода соединяются с НАД и ФАД и восстанавливают их. После этого НАДН и ФАДН2 переносят водород в цепь дыхательных ферментов, расположенную на внутренней мембране митохондрий. Здесь в результате процесса под названием "окислительное фосфорилирование" образуется вода и главный продукт биологического окисления – АТФ. Часть выделенной на этом этапе энергии молекулы рассеивается.

В результате специфических и общих путей катаболизма биополимеры (белки, углеводы, липиды) распадаются до СО₂, Н₂О и NH₃, которые являются основными конечными продуктами катаболизма.

III этап

Энергия, высвобождаемая в реакциях катаболизма, запасается в виде связей, называемых макроэргическими. Основной и универсальной молекулой, запасающей энергию, является АТФ.

В клетке существуют три главных процесса, обеспечивающих улавливание и запасание энергии в виде макроэргического фосфата

1. Гликолиз – окисление молекулы глюкозы до двух молекул молочной кислоты. В результате образуется 2 молекулы АТФ.

2. Цикл трикарбоновых кислот – окисление уксусной кислоты до углекислого газа, сопровождается образованием восстановленных эквивалентов НАДН и ФАДН2.

3. Окислительное фосфорилирование – благодаря окислению НАДН и ФАДН2 ферментами дыхательной цепи, происходит образование АТФ.