Обмін речовин

Обмін речовин і енергії є однією з найважливіших і найсуттєвіших ознак живого організму. Обмін речовин і енергії тісно пов’язані між собою.

Живі організми – це відкриті системи, для існування яких необхідний постійний двосторонній зв’язок (обмін) з навколишнім середовищем. З нього вони:

• одержують поживні речовини та енергію;

• перетворюють їх, видозмінюють;

• використовують утворені сполуки та енергію, що виділяється при розпаді складних речовин, для власних потреб;

• повертають в навколишнє середовище кінцеві продукти обміну та енергію.

Поняття про метаболізм.

Всі поживні речовини в організмі піддаються певним перетворенням, в результаті яких утворюються речовини та енергія.

Перетворення речовин в організмі, тобто сукупність хімічних реакцій, що протікають в клітинах та забезпечують організм речовинами та енергією називається метаболізмом.

Розрізняють дві сторони обміну речовин – анаболізм (асиміляція) та катаболізм (дисиміляція).

Анаболічні процесинаправлені на утворення та оновлення структурних елементів клітин та тканин та полягають у синтезі складних молекул з більш простих. Ці процеси супроводжуються витрачанням вільної хімічної енергії.

Катаболічні перетворення- це розщеплення складних молекул до простих компонентів, супроводжуються виділенням вільної енергії.

Обидві сторони метаболізму тісно пов’язані між собою. На відміну від катаболізму для анаболізму характерно розходження метаболічних шляхів. Із порівняно невеликої кількості простих молекул-попередників утворюється дуже широкий набір різних молекул.

Метаболізм складається з двох фаз:

1. Енергетичний обмін

– це фаза обміну речовин, в якій відбувається розщеплення складних сполук до більш простих: білки розщеплюються до амінокислот; жири – до гліцерину та жирних кислот …

• І стадія енергетичного обміну: відбувається під дією гідролаз, при цьому енергія не виділяється і не запасається,

• ІІ стадія енергетичного обміну: глюкоза та інші гексози, пентози та гліцерин розщеплюються до піровиноградної кислоти, яка далі перетворюється в ацетил-КоА (теж саме відбувається з жирами та амінокислотами),

• ІІІ стадія енергетичного обміну: ацетил-КоА надалі поступає в цикл трикарбонових кислот, в якому білки, жири та вуглеводи окислюються до СО₂ та води.

Друга та третя стадії супроводжуються вивільненням енергії, яка запасається у вигляді високоенергетичних сполук.

2. Конструктивний обмін.

– це фаза обміну речовин, в якій з молекул попередників синтезуються білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти …

• І стадія конструктивного обміну: в циклі трикарбонових кислот утворюються попередники – кетокислоти,

• ІІ стадія конструктивного обміну: кетокислоти амінуються і перетворюються на амінокислоти,

• ІІІ стадія конструктивного обміну: з амінокислот утворюються поліпептидні ланцюги білків.

В процесі життєдіяльності живих організмів одні й тіж речовини використовуються в якості джерел енергії, і в якості будівельного матеріалу. Так, гліцериновий альдегід може використовуватися для побудови вуглеводів:

Гліцериновий альдегід + Діоксиацетон  Гексози  Полісахариди

З органічних кислот, що грають головну роль в енергетиці, утворюються амінокислоти – складові частини білка: