Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимические основы жизнедеятельности организма человека
Обмен веществ в организме
Этапы распала питательных веществ и извлечения энергии в клетках

Для обмена веществ характерна многостадийность происходящих про­цессов. Распад питательных веществ в клетках организма и извлечение из них энергии происходят постепенно, включая три основных этапа: подготовительный, этап универсализации и этап окислительного распа­да (рис. 8).

На подготовительном этапе сложные молекулы углеводов, жиров и белков распадаются до простых структурных мономеров: белки — до 20 разных аминокислот, сложные углеводы — до моносахаридов, в основном глюкозы, жиры — до глицерина и жирных кислот. На этом этапе выделяет­ся незначительное количество энергии: при распаде белков и углеводов — 0,6 % потенциальной энергии, при распаде жиров — около 1 %. Такой рас­пад питательных веществ происходит в системе пищеварения под дей­ствием пищеварительных ферментов и в различных тканях под действием внутритканевых ферментов.

Образовавшиеся различные вещества на этапе универсализации превращаются в единое вещество — ацетил-КоА, который является актив­ной формой уксусной кислоты:

Рис. 8 Этапы распада питательных веществ и извлечения энергии в клетках

Ацетил-КоА играет главную роль в метаболизме углеводов, жиров и белков, так как объединяет пути превращения различных органических ве­ществ. На этом этапе распада высвобождается 1/3 потенциальной энергии, заключенной в окисляемых веществах.

Этап окисления питательных веществ является конечным метаболи­ческим путем распада всех питательных веществ. Он включает цикл ли­монной кислоты, систему терминального окисления (дыхательная цепь) и процесс окислительного фосфорилирования, которые протекают на мем­бранах митохондрий. В процессе сложных окислительных превращений ацетил-КоА распадается до конечных продуктов СО₂ и Н₂О. При этом вы­деляется около 2/3 заключенной в питательных веществах энергии. Часть энергии выделяется в виде тепла, а другая ее часть накапливается в хи­мических связях молекул АТФ, образующихся в процессе окислительного фосфорилирования — присоединения фосфорной кислоты к АДФ:

АДФ + Н₃РО₄ + ∆О → АТФ