4. Обмен веществ. Ассимиляция у гетеротрофов и ее фазы.

ассимиляция (assimile – уподобляю, лат.) – процесс синтеза сложных органических веществ из более простых компонентов, поступающих в клетку извне, с использованием внутренней энергии клетки;

ассимиляция гетеротрофная – если эти вещества органические (например, у животных или у грибов); данной разновидности ассимиляции может предшествовать подготовительный процесс: пищеварение (у животных), хотя он может и отсутствовать (у грибов).

Фазы гетеротрофной ассимиляции

Гетеротрофные организмы строят органические вещества своего тела из уже имеющихся готовых органических веществ. К гетеротрофам относят животных, грибы, некоторых бактерий.

Гетеротрофные организмы способны строить свои специфические белки, жиры, углеводы только из белков, жиров, углеводов, которые они получают с пищей. В процессе пищеварения эти вещества распадаются до мономеров. Из мономеров в клетках синтезируются вещества, характерные для данного организма. Все эти реакции идут при участии ферментов и с использованием энергии АТФ.

Схема превращения веществ в гетеротрофном организме

5. Обмен веществ. Диссимиляция. Этапы диссимиляции в гетеротрофной клетке. Внутриклеточный поток: информации, энергии и вещества.

диссимиляция (di – два; здесь – другой способ, лат.) – процесс распада сложных органических веществ самой клетки до более простых компонентов (впоследствии выводимых наружу) с выделением энергии.

Этапы гетеротрофной диссимиляции

Диссимиляция (катаболизм, энерге­тический обмен) — процесс, обратный реакциям биосинтеза. Сложные биополи­меры распадаются, образуя простые веще­ства с выделением энергии, необходимой для реакций биосинтеза.

Выделяют три этапа энергетического обмена.

1. Подготовительный этап. На этом этапе молекулы полисахаридов, бел­ков, жиров и нуклеиновых кислот распа­даются на более мелкие молекулы — глю­козу, аминокислоты, жирные кислоты, глицерин, нуклеотиды.

2. Бескислородный — этап неполного окисления (брожения), таге лее называется анаэробным дыханием (гликолизом). При этом из 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы молочной кислоты, а из 2 АДФ и 2 остатков фосфорной кислоты синтези­руется 2 молекулы АТФ. В АТФ запасает­ся 40% энергии, остальное рассеивается в виде тепла.

3. Кислородное расщепление аэробное дыхание.

На этом этапе органические соединения (молочная кислота) окисляются до конеч­ных продуктов СО^ и Н20. Кислородное расщепление сопровождается выделением большого количества энергии и запасани­ем 90% ее в 36 молекулах АТФ.

6. Окислительное фосфорилирование (оф). Разобщение оф и его медицинское значение. Лихорадка и гипертермия. Сходства и различия.

Окислительное фосфорилирование, синтез АТФ из аденозиндифосфата и неорганического фосфата, осуществляющийся в живых клетках, благодаря энергии, выделяющейся при окислении орг. веществ в процессе клеточного дыхания.

Разобщение ОФ и его значение

Некоторые химические вещества (протонофоры) могут переносить протоны или другие ионы (ионофоры) из межмембранного пространства через мембрану в матрикс, минуя протонные каналы АТФ-синтазы. В результате этого исчезает электрохимический потенциал и прекращается синтез АТФ. Это явление называют разобщением дыхания и фосфорилирования. В результате разобщения количество АТФ снижается, а АДФ увеличивается. В этом случае скорость окисления NADH и FADH₂ возрастает, возрастает и количество поглощённого кислорода, но энергия выделяется в виде теплоты, и коэффициент Р/О резко снижается. Как правило, разобщители - липофильные вещества, легко проходящие через липидный слой мембраны. Одно из таких веществ - 2,4-динитрофенол (рис. 6-17), легко переходящий из ионизированной формы в неионизированную, присоединяя протон в межмембранном пространстве и перенося его в матрикс.

Лихорадка и гипертермия

Лихорадка -  защитная реакция организма направленная, как правило, на борьбу с чужеродным фактором. Усиление окисления сопровождается усилением фосфорилирования – достигается дополнительный приток энергии.

Гипертермия – пагубный процесс, сопровождающийся разобщением процессов окисления и фосфорилирования – перегрев организма не сопровождающийся накоплением дополнительной энергии.