Этапы энергетического обмена.

I этап – подготовительный. Сложные органические вещества под действием ферментов расщипляются на простых, при этом выделяется только тепловая энергия: Белки на аминокислоты; жиры на глицерин и жирные кислоты; крахмал на глюкозу, гликоген на глюкозу.

II этап – анаэробный (бескислородный)

Осуществляется в гиалоплазме; расщеплению подвергается глюкоза.

Гликолиз – бескислородное расщепление глюкозы – ряд последовательных ферментативных реакций, в результате которых молекула глюкозы расщепляются на: 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), синтезируются 2 молекулы АТФ() и освобождается 4 атома водорода, которые присоединяются к переносчику НАД⁺(никотинамидадениннуклеотид), который переходит в свою восстановленную форму: НАД Н +Н⁺

C₆H₁₂O₆ = 2C₃H₄O₃(пируват) + 2АТФ

Дальнейшая судьба ПВК зависит от наличия в среде кислорода. В бескислородных условиях дальнейшего расщепления ПВК не происходит. У анаэробных организмов пируват подвергается брожению.

III этап – клеточное дыхание (кислородный): осуществляется в митохондриях; расщеплению подвергается ПВК (молочная кислота) здесь происходит полное окисление ПВК до СО₂ и воды. Процесс можно разделить на три основные стадии:

1) Окислительное декарбиксилирование ПВК – пируват взаимодействует с коэнзимом А (КоА), образуя ацетил-КоА.

2) Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) – ацетил-КоА взаимодействует со щавелевоуксусной кислотой, далее превращение идет через рад органических кислот.

В результате распада одной молекулы ПВК в первой и второй стадии выделяется 3СО₂, 4НАД Н+Н⁺, ФАД Н+Н⁺.

3) Электротранспортная цепь – процесс образования АТФ в результате переноса ионов Н+ через мембрану митохондрии, при участии АТФ-синтетазы (окислительное фосфорилирование)

В результате расщепления 1 молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ: 2 на первом этапе, 2 в цикле Кребса и 34 в результате переноса Н⁺ через мембрану.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ + 6Н₂О + 38АДФ + 38Н₃РО₄ = 6СО₂ + 12Н₂О + 38АТФ

Брожение – анаэробный окислительно-восстановительный процесс превращение органических веществ, по средствам которого организм получает энергию. Виды брожения: молочнокислое (молочная кислота), спиртовое (этанол), маслянокислое (масляная кислота), лимоннокослое (лимонная кислота), пропионовокислое (сыр) и др.

Пример: несмотря на то, что метаболизм человека преимущественно аэробный, в интенсивно работающих скелетных мышцах наблюдается анаэробное окисление. Пируват превращается в молочную кислоту. Боли в мышцах, возникающие через некоторое время после непривычной нагрузки, связаны с накоплением в них молочной кислоты.