Пластический и энергетический обмен

Человеческий организм постоянно что-то разбирает и собирает, ломает достраивает. Разрушает вещества, чтобы получить энергию для жизнедеятельности, расходует энергию на построение тела. Весь этот круговорот непрерывных процессов называется метаболизмом или обменом веществ.

Обмен веществ делится на два вида:
— пластический
— энергетический

Пластический обмен (или Ассимиляция, или Анаболизм)

— реакции синтеза органических веществ.

В клетке постоянно идут процессы создания чего-нибудь.
Синтезируются белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты. Из них позже строятся более сложные части клетки — органеллы, мембрана, ферменты.

Такое построение веществ требует сил, поэтому процессы синтеза идут с затратами энергии (откуда она берется, узнаем чуть позже).

Классические примеры пластического обмена: фотосинтез и хемосинтез — создается глюкоза, биосинтез белка — строятся белки организма
(см. соответствующие темы).

Энергетический обмен (или Диссимиляция, или Катаболизм, или дыхание)

— реакции окисления веществ, сопровождаемая образованием и запасанием энергии.

Энергия в живых организмах запасается в молекулах АТФ (переводится как аденозинтрифосфат), а конкретно — в макроэргических связях, при разрушении которых она и выделяется.

Энергетический обмен проходит в три этапа:

I) Подготовительный этап
Происходит в пищеварительном тракте человека и в лизосомах одноклеточных форм.

Происходит расщепление поступивших в организм полимеров до мономеров и сложных веществ до простых.

– белков – до аминокислот;
– сложных углеводов (крахмала) – до глюкозы;
– жиров (не полимеры!)– до жирных кислот и глицерина;

II) Гликолиз или Бескислородный этап

Происходит в цитоплазме клетки.

Здесь происходит расщепление молекул глюкозы с образованием 2-х молекул АТФ и 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК).

Большая часть (60 %) энергии рассеивается в виде тепла, оставшаяся часть (40 %) используется для образования двух молекул АТФ. В дальнейшем без доступа кислорода пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту.

Этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует.

III) Кислородный этап или Клеточное дыхание

Происходит в митохондриях клетки. Главную роль в этом процессе играют цикл Кребса и окислительное фосфорилирование.

Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ — в сумме из 2-х ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

NB! Но не забываем о 2 АТФ, образовавшихся в бескислородном этапе.
2 АТФ + 36 АТФ = 38 АТФ. Вот и вся математика диссимиляции.

Взаимосвязь пластического и энергетического обмена

— Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.

— Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы энергетический обмен усиливается.