2. Биологическое окисление веществ в организме.

Биологическое окисление веществ – это сложный многоступенчатый ферментативный процесс, отнятие атомов водорода (протонов и электронов) от окисляемых веществ с последующим переносом их на кислород или другие акцепторы водорода.

В тканях биологическое окисление может происходить как аэробно так и анаэробно.

Аэробное окисление веществ – это окисление происходящие с кислородом. Оно является полным, конечные продукты H₂O и СО₂. При этом окислении образуется наибольшее количество молекул АТФ (глюкоза – 38 АТФ).

Анаэробное – без кислорода. Акцепторами водорода являются различные промежуточные вещества (метаболиты) при окислении исходных органических веществ. При окислении углеводов образуется молочная кислота; жиров, белков и аминокислот – различные кета и окси кислоты. Является не полным, даёт меньшее количество молекул АТФ, конечными продуктами являются различные недоокисленные вещества (обычно кислоты). Поэтому в анаэробных условиях происходит значительное увеличение ионов Н⁺, а затем приобретают кислотные свойства и величина рН понижается. Это снижает активность ферментов в клетках и работоспособность организма резко снижается. Поэтому анаэробные упражнения с большой мощностью работы не могут продолжаться длительное время.

Макроэргические вещества в клетках и их роль.

В энергетическом обмене важную роль играют высокоэнергетические (макроэргические) органические вещества клеток.

Основную группу таких веществ составляют: фосфора содержащие органические молекулы, к ним относится АТФ, АДФ, КФ, ДФГК, ФПВК.

В молекулах макроэргических веществ фосфат присоединяется к основной части молекулы с образованием макроэргической химической связи. При гидролизе и разрыве этой связи выделяется большое количество энергии на м/в. Обычные химические связи на письме обозначаются «_», макроэргические «~».

Молекулы АТФ, АДФ, КФ присутствуют в клетках постоянно в очень небольшом количестве. Молекулы других макроэргических веществ образуются только при окислении органических веществ, как промежуточные метаболиты и поэтому существует очень короткий промежуток времени (до очередного этапа окисления).

Основным источником энергии клетки является молекула АТФ, а другие макроэргические вещества обеспечивают лишь восстановление молекул АТФ из АДФ после её распада. Такая реакция называется ресинтезом АТФ. Для этого макроэргические фосфатные связи в других вещества должны обладать более высоким резервом энергии, чем в молекуле АТФ.

Макроэргические вещества	Энергия гидролиза фосфатной связи
АТФ и АДФ	7,3
К˜Ф	10,3
ПВК˜Ф	14,8
ДФГК˜Ф	11,8

Схема строения АТФ:

Энергия АТФ выделяется в результате гидролиза молекулы АТФ:

Схема реакции и синтеза АТФ:

1. Субстратное фосфорилирование. Ресинтез АТФ происходит за счёт использования других макроэргических веществ.

2. Окислительное фосфорилирование. Ресинтез АТФ происходит за счёт энергии переноса атомов водорода (протонов и электронах) от окисляемого вещества на кислород митохондриях клеток при участии ферментов аэробного биологического окисления (дыхательных цепочек).

Таким образом аэробное окисление происходит в митохондриях клеток, анаэробное в цитоплазме клеток.