Роль реакций дегидрирования в цикле Кребса. Взаимосвязь ЦТК, биологического окисления и энерговысвобождающих процессов. Энергетическая ценность реакций цикла.

Реакции дегидрирования имеют огромное значение в ЦТК: отщепляя углерод с веществ и присоединяя его к НАД и ФАД, образуются НАДН+Н⁺ и ФАД∙Н₂, которые образуют в дыхательной цепи АТФ.

Взаимосвязь между ЦТК, биологическим окислением и энерговысвобождающими процессами. Энерговысвобождающие процессы – катаболизм, биологическое окисление – тканевое дыхание (2 этап катаболизма), ЦТК – общий путь катаболизма (3 этап катаболизма).

В цикле Кребса образуется: 3 молекулы НАДН следовательно, в цепи передачи электронов синтезируется 3х3 = 9 молекул АТФ; 1 молекула ФАД∙Н₂, которая дает 2 молекулы АТФ в дыхательной цепи; 1 молекула ГТФ из сукцинил-КоА, а из нее 1АТФ.

ИТОГО: 9АТФ + 2АТФ + 1АТФ = 12АТФ.

Суммарно в общем пути катаболизма образуется: 3АТФ (окислительное декарбоксилирование ПВК) + 12АТФ = 15АТФ

Общая характеристика, функции и классификация углеводов, расщепление до моносахаридов в желудочно-кишечном тракте.

Углеводы пищи - источник углеводов организма.

Норма потребления углеводов - 400-500 г/сутки, с ними поступает основное количество калорий, необходимое человеку.

В живой природе углеводы выполняют следующие функции:

– источники энергии в метаболических процессах (в растениях - крахмал, в животных организмах - гликоген);

– структурные компоненты клеточных стенок растений (целлюлоза); -–– выполняют роль субстратов и регуляторов специфических биохимических процессов;

– являются составными элементами жизненно важных веществ: нуклеиновых кислот, коферментов, витаминов и др.

– углеводы служат основным компонентом пищи млекопитающих, а человека обеспечивают пищей, одеждой и жилищем.

Классификация углеводов

Углеводами (или сахарами) называют группу природных веществ, которые в соответствии с химической классификацией являются полигидроксиальдегидами или полигидроксикетонами, либо продуктами их поликонденсации.

Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (Тартуского) университета К. Шмидтом в 1884 году, в связи с тем, что первые из известных их представителей имели состав С_n(Н₂О)_m, т. е. их рассматривали как соединения углерода с водой. В настоящее время известно множество углеводов, по составу не соответствующих этой формуле. Однако термин «углеводы» сохранился, хотя не отражает ни состава, ни химической природы этого класса соединений. Второе название углеводов - (сахара) связано с тем, что многие представители этого класса соединений обладают сладким вкусом, обычный сахар С₁₂Н₂₂О₁₁ входит в их состав.

Классификация углеводов основана на структуре и физико-химических свойствах.

Углеводы подразделяются на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды(простые сахара) – углеводы, которые не способны гидролизоваться до более простых соединений.

Олигосахариды(низкомолекулярные сахара) – углеводы, которые при гидролизе распадаются на 2-8 моносахаридов («олигос» – по-гречески немногий).

Полисахариды (сложные сахара) – продукты конденсации моносахаридов, они способны гидролизоваться с образованием простых углеводов (от десятков до сотен тысяч молекул моносахаридов).

Крахмал - форма накопления глюкозы растениями; лактоза содержится в грудном молоке; глюкоза и фруктоза - в меде и фруктах; мальтоза поступает с продуктами, в которых крахмал частично гидролизован, например с солодом.

Пищевые поли- и дисахариды подвергаются перевариванию в пищеварительном тракте, где происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей. Образуются моносахариды, которые всасываются, поступают в кровь и ткани.

Крахмал частично переваривается в ротовой полости a-амилазой слюны, расщепляющей a-1,4-гликозидные связи. Образуются декстрины и мальтоза.

Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих пищевые углеводы. Амилаза слюны в желудке инактивируется, т.к. рН желудочного сока » 2, а рН-оптимум амилазы слюны 6,7. Внутри пищевого комка амилаза некоторое время действует.

Панкреатическая амилаза гидролизует крахмал в верхнем отделе тонкой кишки путем последовательного отщепления дисахаридных остатков. Образуются мальтоза и изомальтоза.

Мальтоза, изомальтоза, сахароза, лактоза гидролизуются соответсвуенно мальтазой, изомальтазой, сахаразой, лактазой на поверхности клеток тонкой кишки (пристеночное пищеварение) до мономеров. Дисахаридазы вырабатываются клетками кишечника.

Целлюлоза не расщепляется в желудочно-кишечном тракте: у человека не вырабатывается фермент, гидролизующий b-1,4-гликозидные связи. Непереваренная целлюлоза растительной пищи способствует нормальной перистальтике кишечника.

Транспорт моносахаридов через мембрану происходит путем облегченной диффузии или вторично-активного транспорта.

Na⁺-глюкозный ко-транспортер, или симпортер, осуществляет вторично-активный транспорт глюкозы. Градиент концентрации Na⁺ поддерживается посредством работы Na⁺,K⁺-зависимой АТФазы. Подобным образом транспортируется и галактоза.

Глюкоза может транспортироваться через мембрану также путем облегченной диффузии с помощью белков-переносчиков. Скорость трансмембранного потока глюкозы зависит от градиента ее концентрации. Известны 14 типов глюкозотранспортеров (ГЛЮТ). Так, основная функция ГЛЮТ-1 – обеспечение клеток мозга глюкозой. В клетках мышц и жировой ткани находятся инсулинзависимые переносчики (ГЛЮТ-4). В отсутствие инсулина мембраны этих тканей непроницаемы для глюкозы.

Фруктоза всасывается путем облегченной диффузии.

Наследственные или приобретенные дефекты ферментов, гидролизующих углеводы, - одна из причин нарушения пищеварения. Накопление непереваренных углеводов повышает приток воды в просвет кишечника, что вызывает спазмы и диарею. Действие бактерий на негидролизованные углеводы приводит к метеоризму. Часто встречается непереносимость молока, связанная с дефицитом лактазы.

Большая часть глюкозы (90%) поступает с кровью через воротную вену в печень. В клетке глюкоза фосфорилируется (активная форма) и подвергается дальнейшим превращениям.