Типи метаболічних реакцій

Ендергонічні реакції (процеси) – такі, що потребують для свого перебігу витрат енергії (ферментативні реакції синтезу та відновлення)

Екзергонічні реакції (процеси) – такі, що супроводжуються вивільненням хімічної енергії, необхідної для функціонування живих організмів

Висновок:

• Асиміляція (анаболізм)– процес засвоєння організмом органічних і неорганічних речовин, які він перетворює на складові частини своїх клітин і тканин. Забезпечує процеси росту, розвитку, самооновлення організму. Супроводжується анаболічними реакціями, з використанням енергії (ендергонічні).

• Дисиміляція (катаболізм)– розпад харчових продуктів, які надходять в організм, руйнування речовин, що входять до складу клітин і тканин. Характерні катаболічні реакції: гідроліз, фосфороліз та окислення, які супроводжуються виділенням енергії (екзергонічні).

• Обмін речовин ‑ сукупність усіх хімічних змін і всіх видів перетворень речовин та енергії, що забезпечує ріст, розвиток, життєдіяльність організму в цілому.

• Процеси асиміляції та дисиміляції узгоджені між собою, організовані в часі і утворюють цілісну систему, що забезпечує збереження живого організму, його нормальну функціональну здатність.

• Анаболічні реакції (реакції синтезу), що характерні для асиміляції, забезпечують утворення органічних сполук, необхідних для побудови структур організму. Катаболічні реакції (реакції розкладу), які характерні для дисиміляції забезпечують виділення енергії, необхідної для синтезу складних органічних сполук та утворення кінцевих продуктів обміну.

• Обмін речовин у тканинах на клітинному і молекулярному рівні відбувається на основі саморегуляції. В цілому в організмі регулювання обміну речовин відбувається нервовим і гуморальним(нейрогуморальним) шляхами безпосередньо через біологічно активні речовини – гормони, а також ферментними системами.

Співвідношення між процесами асиміляції і дисиміляції:

1. Переважання процесів асиміляції над процесами дисиміляції характерно для періоду росту та розвитку організму.

2. Переважання процесів дисиміляції над процесами асиміляції характерно для паталогічних процесів та старінні організму.

3. За нормальних фізіологічних умов в організмі забезпечується стабільна рівновага даних процесів.

Обмін речовин в організмі тісно пов’язаний з обміном енергії. Постійне надходження та використання енергії є необхідною умовою існування живих організмів як відкритих систем.

Шляхи використання енергії організмом:

• Виконання різної роботи, руху, скорочення та розслаблення м’язів;

• Синтез та розщеплення різних сполук, транспорт речовин і іонів;

• Підтримання гомеостазу;

• Виконання специфічних функцій, що забезпечують процеси життєдіяльності.

Обмін енергії включає такі процеси, як виділення, перетворення, акумулювання та використання енергії організмом, тобто обмін речовин в організмі супроводжується постійним обміном енергії завдяки тісному взаємозв’язку анаболічних та катаболічних реакцій.

Вивільнення енергії здійснюється поступово і включає три основні стадії (стадії катаболізму біомолекул):

1. Підготовча – перетравлювання та всмоктування поживних речовин, вивільняється менше 1% енергії.

2. Анаеробне окислення продуктів гідролітичного розщеплення біополімерів (амінокислот, моносахаридів, жирних кислот) до метаболітів (ацетил-КоА, щавлевооцтова кислота), вивільняється близько 1/3 енергії, що акумульована в хімічних зв’язках органічних сполук.

3. Аеробне окислення до кінцевих продуктів, здійснюється в циклі Кребса, вивільняється 2/3 енергії. Нагромаджуються відновні еквіваленти у вигляді НАД∙Н₂; НАДФ∙Н₂; ФАД∙Н₂, які є генераторами енергії і забезпечують синтез АТФ у процесі тканинного дихання.

Висновок:

В організмі існує тісний взаємозв’язок між процесами вивільнення та використання енергії. Основна маса енергії акумульованої в хімічних зв’язках органічних сполук, вивільняється при анаеробному та аеробному окисленні. Виділена енергія не використовується безпосередньо для потреб організму, а попередньо перетворюється на доступну форму – АТФ, яка виступає в ролі донора, акцептора та трансформатора енергії.

Енергія , що вивільняється при окисленні органічних сполук, акумулюється в макроергічних зв’язках, з яких вона разом з активними фосфорильними групами передається на АДФ, внаслідок чого синтезується АТФ.

Макроергічні зв’язки – це зв’язки, при перетворенні яких рівень зміни енергії становить понад 20кДж/моль, позначаються .

Макроергічні сполуки містять фосфатну групу в α-положенні, яка при розриві макроергічного зв’язку може переноситися на інші сполуки у вигляді радикалу – активного фосфорилу.

Органічні сполуки  (окислення)  макроергічні сполуки  (фосфорилювання)  АТФ