Митохондрии. Значение митохондрий в обмене веществ
К числу других косвенных воздействий нуклеотидов относятся торможение в присутствии АДФ внемитохондриального фермента, расщепляющего цитрат. При низком уровне запаса энергии в клетке этот эффект АДФ обеспечивает использование цитрата в митохондриях для выработки АТФ в реакциях цикла, исключая отвлечение цитрата на образование ацетил-КоА в цитоплазме. Таким образом, синтез жиров из углеводов происходит лишь при высоком уровне АТФ.
Высокий уровень АТФ в цитоплазме способствует также ускорению синтеза глюкозы из неуглеводных предшественников и подавлению гликолиза. С одной стороны, АТФ подавляет активность фосфофруктокиназы и пируватдегидрогеназы, препятствуя тем самым использованию глюкозы, а с другой — служит аллостерическим активатором фруктозодифосфатазы в печени, способствуя этим образованию глюкозы.
АДФ и АМФ противодействуют указанным эффектам АТФ; поэтому при низком уровне энергии в клетке (т. е. много АДФ и АМФ, но мало АТФ) больше глюкозы подвергается распаду до пирувата, чем обеспечивается получение больших количеств ацетил-КоА для работы цикла, тогда как при высоком уровне энергии в клетке (мало АДФ и АМФ, но много АТФ) инактивиру-ется гликолиз и ускоряется обратный ему процесс глюконеогенеза в таких тканях, как печень.
Во всех клетках нашего организма, кроме эритроцитов, за выработку энергии в процессе метаболизма ответственны митохондрии. В эритроцитах отсутствуют эти органеллы, присущие всем другим клеткам человеческого тела; поэтому существование эритроцитов полностью зависит от таких анаэробных процессов, как гликолиз. Связанные с дыханием аэробные процессы, представляющие собой значительно более мощные источники АТФ, протекают в митохондриях, которые, помимо переносчиков электронов и сопряженных с ними механизмов переноса энергии окислительного фосфорилирования, содержат также ферменты, необходимые для работы цикла Кребса, для окисления и карбоксилирования пирувата, для окисления жирных кислот и для ключевых реакций обмена аминокислот. Поскольку митохондрии, в которых происходят все эти процессы, отделены от остальной части цитоплазмы мембранным барьером, они составляют как бы изолированную метаболическую область, своего рода «клетку в клетке». Более того, мембраны митохондрий осуществляют уникальную функцию благодаря тому, что в них «встроены» многие ферментные системы окислительного метаболизма.
Митохондрии имеют две различные мембранные системы, окружающие внутреннее пространство, называемое матриксом; жидкое содержимое митохондрий богато ферментами цикла лимонной кислоты и ферментами окисления жирных кислот, а также необходимыми для их действия коферментами и промежуточными субстратами. Матрикс окружен внутренней мембраной митохондрий; эта мембрана образует многочисленные выступы; на ее внутренней, обращенной в сторону матрикса поверхности «сидят» ровными рядами сферические частицы.
Выступы мембраны, называемые кристами, значительно увеличивают площадь ее поверхности. Этот функциональный аппарат митохондрий (внутренняя мембрана плюс матрикс) окружен гладкой наружной мембраной. С последней связана активность лишь немногих ферментов; она свободно проницаема для всех молекул, кроме макромолекул, и выполняет главным образом защитную или опорную функцию, ограничивая объем, в котором размещена многократно изогнутая внутренняя мембрана.
- Читать "Циркуляция субстратов. Транспортеры"
Оглавление темы "Энергообмен в тканях":1. Митохондрии. Значение митохондрий в обмене веществ
2. Циркуляция субстратов. Транспортеры
3. Монокарбоновые субстраты. Перенос катионов в матрикс митохондрий
4. Обмен кальция в митохондриях. Компоненты механизма сопряжения митохондрий
5. Феномен разобщения. Энергозависимые системы переноса
6. Функции всасывания и секреции. Активный перенос веществ
7. Энергетический обмен в нервной ткани. Возбудимость клеток
8. Распространение потенциала действия по нерву. Креатинфосфат
9. Энергообмен в головном мозгу. Энергетический обмен в мышечной ткани
10. Миоглобин. Энергообмен в красных и белых мышцах