big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Другие источники энергии

Кроме основного источника энергии глюкозы — в клетках содержатся и другие углеводы, химически более инертные и менее доступные для непосредственного использования — крахмал, гликоген, гемицеллюлоза и другие полисахариды, которые при ферментативном гидролизе образуют преимущественно глюкозу, которая затем используется митохондриями. Один из таких углеводов — гликоген — резервный полисахарид клеток животных. Осмотически неактивный, способный к быстрому и обратимому превращению в глюкозу. Процесс его распада называется гликогенолизом, процесс синтеза - гликогенезом.

В присутствии фосфата от гликогена отщепляется глюкозомонофосфат (Г-1-Ф), который превращается в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф). Все дальнейшие реакции этого соединения аналогичны процессам гликолиза. В клетках растений наиболее распространенным запасным веществом является близкий к гликогену крахмал. Оба полисахарида состоят из остатков глюкозы, соединенных между собой двумя типами связей: 1—4-гликозидная связь создает неразветвленные структуры (амилоза крахмала), а 1—6-связи присоединяют к основной цепи многочисленные боковые, разветвления (амилопектин крахмала). Структура гликогена подобна амилопектину, но отличается более высокой степенью разветвления. В пищеварительном тракте, т. е. не внутри клетки, гликоген, как и крахмал, гидролизуется а-амилазой с образованием смеси глюкозы и мальтозы.

Источником энергии, необходимой организмам для синтеза АТФ, являются также продукты расщепления жиров, белков: жирные кислоты, глицерин, аминокислоты. При окислении жирных кислот через ряд промежуточных продуктов образуются соединения, которые в результате окислительного фосфорилирования в ферментативной цепи митохондрий превращаются в молекулы АТФ.

Второй продукт гидролиза жиров — глицерин — способен превращаться в две молекулы пировиноградной или молочной кислоты, с последующими превращениями которых мы уже знакомы. Запасные и даже конституционные белки клеток тоже способны к соответствующим химическим превращениям с выделением определенного количества энергии, аккумулированной в молекуле АТФ. В энергетические превращения включаются не сами белки, а аминокислоты. В зависимости от сложности строения они включаются в цикл преобразований на разных этапах. Общая схема участия энергетических превращений углеводов, жиров и белков представлена на рис. 70.

Биосинтез глюкозы и других углеводов является наиболее важным из анаболических процессов в живой природе. Фотосинтезирующие организмы образуют углеводы в процессе фотосинтеза. В клетках гетеротрофов углеводы синтезируются из общего предшественника — пировиноградной кислоты, начало которой дают промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот. Такой путь синтеза глюкозы или гликогена из неуглеводных веществ (лактат, пируват), гликогенных аминокислот

Общая схема превращений питательных веществ в организме

(аланин, аргинин, глицин и др.) назван глюконеогенезом. Глюконеогенез — процесс, в результате которого гарантируется обеспечение организма основным субстратом для энергетических превращений независимо от поступления в организм углеводов с пищей.

Кроме энергетического значения, митохондрии играют очень важную роль как поставщики многих и разнообразных соединений, необходимых для биосинтеза веществ клетки. Заслуживает внимания то, что одним из конечных продуктов, образующихся в химическом реакторе митохондрий, является вода, Очень много ее образуется во время окисления жиров. Часто организмы используют эндогенную воду, особенно при ее дефиците во внешней среде. Например, обитатели пустынь или безводных степей (верблюды, овцы, тушканчики), а также животные, впадающие в спячку, используют для удовлетворения потребностей организма воду, образующуюся из отложенного жира. Именно поэтому они могут выделять из организма больше воды, чем потребляют с пищей и питьем. Следовательно, пища, потребляемая организмом,— одновременно и строительный, и энергетический материал.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.