Для синтеза АТФ используется 2 источника энергии: окислительное и субстратное фосфорилирование
Энергетический обмен
Взаимосвязь обмена веществ и энергии.
Обмен веществ включает три этапа:
1) поступление веществ в организм;
2) метаболизм, или промежуточный обмен;
Выделение конечных продуктов обмена.
Вещества поступают в организм в результате дыхания (кислород), питания и пищеварения.
Основные вещества, поступающие с пищей – это макромолекулы:
– полисахариды;
– жиры;
– белки;
В ходе пищеварения макромолекулы расщепляются на более мелкие молекулы (глюкоза, жирные кислоты, глицерол, аминокислоты).
В клетках организма эти вещества подвергаются превращениям, включаясь в метаболизм (обмен веществ).
Метаболизм – это взаимосвязь химических процессов, происходящих в организме.
Вся энергия необходимая для человека образуется в реакциях катаболизма.
В организме человека преобладает аэробный катаболизм.
В ходе аэробного катаболизма образуется до 95% всей энергии необходимой человеку.
Аэробный катаболизм веществ в тканях сопровождается потреблением O2 и выделением CO2.
Окисление органических веществ в организме кислородом (воздуха) с образованием воды и CO2 называется тканевым дыханием.
3 этапа аэробного катаболизма (тканевого дыхания):
1) Специфические (частные) пути катаболизма.
В ходе них образуется одно из 2-х веществ:
– пируват;
– Ацетил-KoA.
Примеры: гликолиз, b-окисление жирных кислот и др.
2) Общий путь катаболизма.
Включает 2 стадии:
а) окислительное декарбоксилирование пирувата;
Б) цикл Кребса.
3) Цепь переноса электронов (ЦПЭ) и сопряженное с ней окислительное фосфорилирование.
Энергия, которая выделяется при тканевом дыхании, используется для функционирования клеток.
Например, окисление 1 моль глюкозы происходит с выделением большого кол-ва энергии:
~ 40-50% энергии окисляющихся веществ используется клетками для синтеза АТФ из АДФ и H3PO4:
АДФ + H3PO4 ® АТФ + H2O
! Реакция идет с затратой большого кол-ва энергии.
Для синтеза АТФ используется 2 источника энергии: окислительное и субстратное фосфорилирование.
1) Окислительное фосфорилирование происходит за счет энергии переноса электронов от органических веществ к O2.
! Может происходить только в аэробных условиях.
Этим способом образуется ~ 95% всего АТФ в организме.
2) Субстратное фосфорилирование происходит за счет энергии макроэргических связей некоторых соединений.
Например: 1,3-бифосфоглицерат, фосфоенолпируват, сукцинил-KoA, креатинфосфат и др.
S – O ~ PO3H2 S – OH
Может происходить как в матриксе митохондрий, так и в цитоплазме клеток независимо от присутствия O2.
! Это вспомогательный путь синтеза АТФ в организме.
(образуется ~ 5 % от всего АТФ организма)
Содержание АТФ в организме человека составляет всего ~ 50 г.
Т.к. клетки не способны накапливать АТФ, а расход энергии происходит постоянно, в организме также постоянно идет синтез АТФ из АДФ и Н3РO4.