Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Метаболические пути. Запасание энергии

Выше мы рассмотрели некоторые важные факторы, влияющие на каталитическую активность отдельных ферментов. Процессы обмена веществ представляют собой совокупность таких ферментативных реакций в организме. Можно ожидать, что каждое из превращений, осуществляемых ферментами метаболических путей, будет целесообразным и важным для процесса в целом. Однако студенту, еще не знакомому с мудрой экономикой обмена веществ в организме, очень часто кажется, что метаболические тропинки бессмысленно вьются в болотах терминологии и дремучих зарослях химических структур, путь через которые лишь изредка, как по волшебству, озаряют вспышки кажущихся фантастическими «макроэргических» соединений. Почему, например, для простого химического превращения

Глюкоза —> Молочная кислота, С6Н12О6—2С3Н603 необходимо последовательное действие 11 ферментов с пятью коферментами или кофакторами и почему в ходе этого превращения требуется образование 10 промежуточных органических соединений, девять из которых соединены с одной или двумя молекулами фосфата? Эта кажущаяся ненужной сложность представляется иногда студенту либо плохой шуткой природы, либо своего рода заговором садистов, дьявольским изобретением биохимиков.

Хотя преподавателей биохимии не следует признавать виновными по этому последнему пункту обвинения, я подозреваю, что многие ученые затратили массу труда (либо подтверждая реальность кажущихся изгибов на путях обмена веществ множеством экспериментальных доводов, либо описывая отдельные достопримечательности, встречающиеся на этих путях, с любовью, тщательностью и заботливостью) для того, чтобы оправдать все кажущиеся отклонения, объезды и ухабы на метаболических проспектах и переулках.

запасание энергии

Понимание биологического значения метаболических реакций должно быть основано на оценке энергетических превращений и конечных продуктов этих реакций. Короче говоря, не следует рассматривать обмен веществ лишь как одномерный процесс, как бы протекающий в горизонтальной плоскости. Необходимо помнить, что этот процесс имеет еще и вертикальный параметр, поскольку метаболические пути пересекают энергетические холмы и долины. Таким образом, мы должны вообразить себя не картографами, интересующимися лишь вычерчиванием метаболических путей на плоской поверхности карты, а скорее мореплавателями, шоферами, которым предстоит преодолеть эти пути, несмотря на ухабы и препятствия, создаваемые постоянно меняющимися энергетическими условиями между точкой на старте и финишной лентой метаболической гонки.

Если, продолжая рассмотрение нашего примера, допустить, что А— это молекула глюкозы, а Я — две молекулы молочной кислоты, то тогда для большинства тканей нашего тела основное значение данного биохимического превращения заключается в запасании пригодной для использования химической энергии, расходуемой на осуществление других физиологических функций. В мозгу и нервах эта энергия требуется для создания электрических зарядов, в скелетных мышцах — для совершения механической работы, в почках и эритроцитах — для выполнения осмотической работы и т. д.

В целом процесс превращения глюкозы в молочную кислоту, называемый гликолизом, служит прежде всего для выработки энергии; этот процесс удовлетворяет поэтому требованиям, сформулированным выше в отношении отдельно взятых ферментативных реакций: энергетический запас субстрата должен превосходить энергетический запас продуктов реакции. Таким образом, с точки зрения энергетики весь этот биохимический процесс может происходить самопроизвольно в направлении сверху вниз.
В количественом выражении эта цепь реакции сопровождается высвобождением 56 ккал энергии на каждый моль потребляемой глюкозы.

- Читать "Энергетическая лестница. Этапы выделения энергии при расщеплении глюкозы"

Оглавление темы "Метаболизм в организме":
1. Модифицирование ферментов. Адаптация путем синтеза ферментов
2. Генетическое детерминирование ферментов. Воздействие на механизм синтеза ферментов
3. Врожденное нарушение обмена. Альбинизм и алкаптонурия
4. Метаболические пути. Запасание энергии
5. Энергетическая лестница. Этапы выделения энергии при расщеплении глюкозы
6. Реакции гликолиза. Промежуточные метаболические продукты
7. Макроэргические соединения. АТФ
8. Метаболизм АТФ. Фосфатные макроэргические соединения
9. Азотсодержащие фосфагены. Значение макроэргических соединений
10. Окислительно-восстановительные реакции. Перенос водорода в клетке