БІЛОРУСЬКИЙДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
КафедраЕТТ
РЕФЕРАТ
Натему:
В« Інтеграція обміну вуглеводів, білків і жирів в організмі. Транспортнісистеми в організмі людини В»
МІНСЬК,2008
Інтеграція обміну вуглеводів, білків і жирів в організмі.
Життєвіпроцеси організму пов'язані з постійним поглинанням речовин з навколишнього середовищаі виділенням продуктів розпаду в це середовище. Усю сукупність цих реакційоб'єднують загальним поняттям метаболізм або обмін речовин. Метаболізм являєсобою високо координовану і цілеспрямовану клітинну активність,забезпечувану участю безлічі взаємопов'язаних ферментних систем і означаєперетворення речовин усередині кліток з моменту їх надходження до утвореннякінцевих продуктів. Обмін речовин виконує 4 специфічні функції:
Забезпеченняорганів і систем хімічної енергією, що виробляється в процесі розщепленнябагатих енергією харчових речовин.
Перетвореннямолекул харчових продуктів в будівельні блоки, які використовуються кліткоюдля побудови макромолекул
Освітаз цих будівельних блоків молекул білків, нуклеїнових кислот, ліпідів,вуглеводів та інших компонентів
Синтезі руйнування тих біомолекул, які необхідні для виконання визначенихспецифічних функцій клітини
Метаболізмскладається з протікання сотень різних ферментативних реакцій, протецентральні метаболічні шляхи у всіх живих істот мають єдину природу.
Живіорганізми беруть активну участь у кругообігу вуглецю і кисню. Всі вониподіляються на дві великі групи залежно від того, в якій хімічнійформі вони здатні засвоювати надходить з навколишнього середовища вуглець. Клітинилистя зелених рослин (фотосинтезуючі клітини) використовують в якостієдиного джерела вуглець атмосфери у вигляді вуглекислого газу, з якого вонибудують всі свої углеродсодержащие біомолекули. Клітини вищих тварин немають здатність засвоювати атмосферний вуглекислий газ і отримують вуглець ввигляді складних органічних сполук, розщеплюючи їх для отримання необхідноїенергії (наприклад до глюкози). Таким чином, в біосфері одні організмиспоживають вуглекислий газ і виділяють при цьому в атмосферу кисень, а іншіспоживають кисень, повертаючи вуглекислий газ в атмосферу. Усім живиморганізмам, крім джерел вуглецю кисню і енергії, необхідний щеджерело азоту. Майже всі вищі тварини повинні отримувати необхідний їм азот ввигляді амінокислот, причому з 20 АК - 10 є незамінними, так як організмне здатний їх синтезувати. Рослини можуть використовувати як джерелоазоту аміак або розчинні нітрати.
Такимшляхом відбувається безперервний кругообіг вуглецю, кисню та азоту міжтваринним і рослинним світом. Джерелом енергії для цього процесу служитьсонячне світло.
Метаболізмвключає процеси розпаду речовин ( катаболізм ) і процеси синтезу ( анаболізм )
Катаболізм - це фаза, вякої відбувається розщеплення складних органічних молекул до більш простихкінцевих продуктів. Вуглеводи, жири і білки, що надійшли ззовні з їжею абоприсутні в самій клітці в якості запасних речовин, розпадаються в серіїпослідовних реакцій до таких сполук як молочна кислота, вуглекислийгаз і аміак. Катаболические процеси супроводжуються виділенням вільноїенергії, укладеної в складній структурі органічних молекул, наприклад, АТФ,НАДФН.
Анаболізм - це фаза обмінуречовин, в якій з малих молекул попередників або будівельних блоків,синтезуються білки, нуклеїнові кислоти, жири, вуглеводи і інші компонентиклітин. Так як біосинтез призводить до збільшення і ускладнення молекул іструктур, то він вимагає витрати вільної енергії. Джерелом цієї енергіїслужать розпад АТФ до АДФ і неорганічного фосфору і багаті енергієюводневі зв'язки.
Катаболическиеі анаболічні процеси протікають в клітинах одночасно, проте їх швидкостірегулюються незалежно. Ферментативне розщеплення головних поживнихречовин, які служать клітці джерелом енергії (вуглеводи, жири і білки)відбувається поступово через ряд послідовних реакцій.
В аеробному катаболізмі (з участю кисню):
На першій стадії полісахариди (вуглеводи) розпадаються до гексоз і пентоз, жири до жирних кислот,гліцерину, білки - до амінокислот.
На другій стадії розпадуречовин всі ці продукти перетворюються на ще більш прості сполуки. Так,гексози, пентози і гліцерин розщеплюються до одного і того ж проміжногопродукту ацетил коензиму А. Аналогічні перетворення перетерплюють жирні кислотиі амінокислоти. Їх розщеплення також завершується утворенням ацетілкоензіма А.Таким чином, Ацетілкоензім А являє собою загальний кінцевий продукт другоїстадії катаболізму.
На третій стадії ацетильнимгрупа ацетил КоА вступає в цикл Кребса (цикл лимонної кислоти) - загальнийкінцевий шлях, на якому майже всі види клітинного палива окислюються довуглекислого газу, води й аміаку.
Анаболічнішляху (синтез речовин) розходяться, і утворюється багато різноманітних молекул.Біосинтез починається з малих молекул попередників і протікає також в тристадії.
Катаболічнийі відповідний йому, але протилежний за напрямом, анаболічний шляхрозрізняються по проміжним продуктам реакцій. Однак їх зв'язує загальнастадія, яка включає в себе цикл лимонної кислоти. На цій стадіїзавершується не тільки розпад молекул (катаболізм), але відбувається і процесанаболізму, що полягає в постачанні молекул попередників для біосинтезумолекул амінокислот, жирних кислот і вуглеводів. У дорослої здорової організмупроцеси розпаду і синтезу відповідають один одному і таким чиномвстановлюється динамічна рівновага. У зростаючому організмі переважають процесибіосинтезу над розпадом.
Такимчином, майже всі метаболічні реакції в кінцевому рахунку зв'язані між собою .Регуляція метаболізму здійснюється на 3 рівнях:
Перший з них, найбільшшвидко реагує на будь-яку зміну пов'язаний з дією ферментів, що маютьне тільки каталітичної, але і регуляторної активністю. Вони як би диригенти,задаючі темп метаболічним процесам.
Другий рівень регуляціїметаболізму здійснюється під дією гормонів, що виробляються різнимиендокринними залозами і виділяються безпосередньо в кров. Гормонипереносяться кров'ю до інших органів і тканин, де стимулюють або гальмуютьпевні види обміну речовин.
Третій рівень регуляціїметаболізму пов'язаний із зміною процесів біосинтезу ферменту внаслідок збільшенняабо зменшення того чи іншого субстрату в клітці. Так, якщо в організмі надлишоквуглеводів, то в печінці синтезуються ферменти, що каталізують розпадвуглеводів. Якщо ж збільшується кількість білків, то в печінці помітнопідвищиться вміст ферментів, необхідних для розщеплення АК.
Шляхиперетворення білків, жирів і вуглеводів взаємопов'язані. Існує тіснийенергетичний зв'язок між ними, коли енергетичні потреби організмузабезпечуються окисленням-якого класу органічних речовин, принедостатньому надходженні інших. Так білки і амінокислоти використовуються длясинтезу ряду сполук (пуринових і піримідинових нуклеотидів, біогеннихамінів). Амінокислоти, що утворюються в процесі обміну ацетоацетил КоА беруть участьв синтезі жирних кислот. Глюкоза може також синтезуватися з амінокислот.Ацетил КоА, який утворюється в процесі обміну вуглеводів, жирів, білків і рядуамінокислот служить пусковим субстратом в циклі Кребса.
Такимчином, переважання розпаду ряду одних поживних речовин і біосинтезуінших насамперед визначається фізіологічним станом і потребамиорганізму в енергії та метаболітів. Цими факторами в значній мірі можебути пояснено існування постійного динамічного стану хімічнихскладових компонентів організму як єдиного цілого. В організмі людини як ів живій природі взагалі не існує самостійного обміну білків, жирів,вуглеводів і нуклеїнових кислот. Всі вони об'єднані в єдиний процесметаболізму, що допускає взаємоперетворенн...
