6.2. La bioénergétique
Au cours de la conférence dernière on a envisagé le schéma général du catabolisme. L`une des fonctions principales du catabolisme – c`est l`extraction de l'énergie chimique des substances, qui se trouvent dans la nourriture, et l`utilization de cette énergie pour la garantie des fonctions nécessaires de l'organisme.
L`assurance énergétique de la cellule peut se passer dans les conditions sans oxygène (l`exécution d'oxygène):
С6Н12О6 = 2С3Н6О3 + 65 kJ/mole.
L'énergie des substances s`oxydantes est utilisée pour la synthèse de l`АТP de АDP. L`АТP – la source universelle de l'énergie dans l'organisme.
graisses
polysaccharides
protéines
acides gras
glycérine
acides aminés
monosaccharides
pyruvate
acétyl-CоА
cycle
cytrique
électrons,
Н+
respiration tissulaire
ADP
ATP
Schéma des étapes du catabolisme
Formule structurale de l`ATP
Si l'énergie, qui se libère à l'hydrolyse de la substance, excède 30 kJ/mole, la liaison hydrolisée s`appelle énergétique (macroérgique). L'énergie de l'hydrolyse de l`АТP – en moyenne 50 kJ/mole. La liaison macroérgique dans la formule est désigné par le signe ~ (le tilde).
L`une des voies de la synthèse de l`AТP de l`АDP – la phosphorylation du substrat – la formation de l`АТP à l`aide de l'énergie d`une autre combinaison macroérgique):
ADP
AТP
1,3-diphosphоglycérat
3-phosphoglycérat
L'utilisation de l'oxygène par les cellules ouvre les possibilités pour l'oxydation plus complète des substrats.
La respiration tissulaire – l'ensemble des réactions de l'oxydation du substrat dans les cellules vivantes, accompagnées par la consommation de l'oxygène moléculaire et amenant au dégagement du gaz carbonique, l`eau et la formation des types biologiques de l`énergie.
Pour la première fois l`essence d`un phénomène de la respiration a été expliquée par Antoine Laurent de Lavoisier (1777), qui a fait attention à la ressemblance de la combustion des matières organiques en dehors de l'organisme et la respiration des animaux. Dans l'organisme l'oxydation passe à la température assez basse en présence de l'eau, et sa vitesse est réglée par le métabolisme.
Nous examinerons la réaction de l'oxydation du glucose:
С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 2780 kJ/mole.
Dans l'organisme ce processus passe par plusieurs stades. Le carbone se transforme au dioxyde du carbone à l`aide de l'oxygène de la substance oxydée elle-même et l'oxygène de l'eau. À la réaction participent les accepteurs de l`hydrogène, qui le transfèrent à l'oxygène. L'oxygène est utilisé pour la synthèse de l`eau à l`aide de l`hydrogène des substrats oxydés.
Par le même moyen s`oxydent d'autres substances. Les reins, le cerveau, le foie ont la plus grande vitesse de la respiration tissulaire; la peau, le tissu musculaire (dans le repos) – la plus petite.
La voie principale de la synthèse de l`АТP de l`АDP – la phosphorylation oxydative – la synthèse de l`АТP de l`АDP et du phosphate inorganique, qui se passe grâce à l'énergie se sécrétant à l'oxydation des matières organiques en train de la respiration cellulaire, c.a.d. la conjugaison de la respiration et de la phosphorylation.
ADP + H3PO4 + énergie ATP + H2O