ЭНЕРГЕТИКА КЛЕТКИ

В биологических системах термодинамически невыгодные (эндотермические или эндергонические) могут протекать лишь за счет энергии экзотермических (экзергонических) реакций. Такие реакции называются энергетически сопряженными. В большинстве таких реакций принимает участие АТФ (аденозинтрифосфат), который является основным переносчиком химической энергии в организме человека.

Некоторые биосинтетические реакции в организме могут протекать при участии других нуклеозидфосфатов, аналогов АТФ. К ним относятся: гуанозидтрифосфат (ГТФ), уридинтрифосфат (УТФ), цитидинтрифосфат (ЦТФ). Однако основным механизмом обмена энергии в биологических системах является цикл АДФ↔АТФ, а АТФ основная «энергетическая валюта»

Цикл АТФ ↔ АДФ

Запасов АТФ в клетке не существует. Концентрации АМФ, АДФ и АТФ в тканях изменяются в узких пределах, в то время как потребление энергии клеткой, т.е. частота оборотов цикла АДФ↔АТФ, может меняться в десятки раз.

Общее содержание АТФ в организме 30-50 г, но каждая молекула АТФ в клетке «живет» меньше минуты. В сутки у человека синтезируется 40-60 кг АТФ и столько же распадается. Содержание АТФ отличается в разных тканях.

Реакция синтеза АТФ из АДФ (т.е. АДФ+Н3PO4 = АТФ+Н20) называется фосфорилированием. Эта

реакция эндотермическая. Она энергетически сопряжена с другими реакциями.

Если для фосфорилирования используется энергия, освобождающаяся при разрыве ковалентной связи – такое фосфорилирование называется субстратным. Если же фосфорилирование происходит за счет энергии, освобождающейся при окислении водорода, то такое фосфорилирование называется

окислительным. Окислительное фосфорилирование обеспечивает около 95% синтеза АТФ в организме человека.