§ 18. Энергетические эквиваленты веществ

Жиры, белки и углеводы, как поступающие в организм с пищей, так и составляющие организм, прежде чем стать субст­ратами биологического окисления, расщепляются специфичес­кими ферментами до ограниченного числа относительно прос­тых веществ. Главным «горючим» организма являются: уксус­ная (в форме ацетилкоэнзима А), а-кетоглютаровая, щавелево­уксусная кислоты. Некоторое количество энергии (до Уз) теря­ется для использования в окислении при расщеплении сложных веществ (табл. 7).

Таблица 7. Превращение органических веществ в ходе энергетического катаболизма

Вещества

Конечные продукты

Биохимические процессы

Пищевые и запасные ве­щества: углеводы, жиры, белки

Переваривание и кле­точный гидролиз: поли­сахариды до глюкозы, жиры до жирных кис­лот, белки до аминокис­лот

Потеря '/юоо—Vioo потен­циальной энергии

Энергетическое выраже-' мне процессов

Превращение глюкозы, жирных кислот н амино­кислот в ацетат, ы-кето- глютараг и оксалоаце- тат. Окисление и-кето- глютарата, ацетата и ок- с.алоацетата до ССБ и Н₂0

Потеря до Уз потенци­альной энергии. Осво­бождение остальных ²/₃ энергии веществ

Хотя все разнообразие питательных веществ в общем мета­болическом «котле» организма сводится в результате цепи хи­мических превращений к нескольким легкоокисляемым субст­ратам, суммарные экзотермические реакции окисления жиров, белков и углеводов (сахаров) остаются в силе:

Жир + 0₂—*-С0₂+Н₂0 + энергия;

Сахар + 0₂—►СОг + ЦО + энергия;

Белок + 0₂—“-СОг + НгО + энергия + аммиак.

Энергетическая («топливная») ценность этих веществ нео­динакова. Исходя из суммарных формул соотношения элемен­тов в молекулах

:

Сахара— (С₆Н1₂0б)гс;

Жиры — (СбНюО)я;

Белки— (СбН1₂0₂Ц₂)л,

_на каждый способный к окислению атом (углерод и водород) _в сахарах уже приходится приблизительно '/з атома кислоро­да, в белках —'/ю, а в жирах —Vie атома кислорода. Кроме углекислоты и воды при окислении белка в организме рыбы в качестве конечного продукта образуется аммиак — вещество, способное к дальнейшему окислению. Общая биологическая ка­лорийность сахара и белка при аэробном окислении оказыва­ется гораздо ниже, чем калорийность жира (ккал/г):

Сахар — 4,1 Белок — 5,2 Жир — 9,4

При анаэробном катаболизме углеводов до молочной кис­лоты в условиях кислородного дефицита производится прибли­зительно в 20 раз меньше энергии — 0,19 ккал на 1 г глюкозы. Поэтому при одинаковых тратах энергии траты вещества могут различаться в зависимости от того, что служило субстратом биологического окисления.

Катаболические траты могут быть выражены в весовых еди­ницах белка, жира и углеводов, а также в калорийном выраже­нии этих трат — обычно в ккал/(кг-сут). Чаще всего интенсив­ность катаболизма органики, так называемая величина энерге­тического обмена, определяется количеством потребляемого ры­бой кислорода. Энергетический эквивалент потребленного кисло­рода составляет в среднем для различных субстратов окисления

5. кал/мг при нормальном атмосферном давлении (5 кал/мл 0₂).