Синтез АТФ

АТФ – производное нуклеотида, у которого в 5’-положении находятся 3 остатка фосфорной кислоты, две концевые связаны макроэргическими связями. При их расщеплении выделяется энергия.

Функции:

· Донор энергии для биосинтеза веществ

· Мышечное сокращение

· Транспорт веществ через мембрану

· Работа ионных насосов

· Поддержание температуры тела

Обмен энергии связан с обменом веществ.

Обмен веществ включает стадии:

1) Поступление пищевых веществ (белков, жиров, углеводов) в организм и их расщепление в ЖКТ

2) Метаболизм

3) Выделение конечных продуктов обмена из организма

Метаболизм:

· Катаболизм – расщепление сложных пищевых веществ до конечных продуктов – СО₂, Н₂О, мочевина

Конечные продукты – вещества, которые не подвергаются превращению в организме и выводятся из него.

В результате катаболизма энергия, заключенная в пищевых веществах, трансформируется в энергию АТФ.

Катаболизм сопровождается синтезом АТФ.

· Анаболизм – синтез сложных веществ из простых с затратой АТФ, полученной при катаболизме

Следовательно, энергетический обмен тесно связан с метаболизмом и представляет собой цикл.

За сутки вырабатывается около 60 кг АТФ, но они не накапливаются, а сразу используются по мере необходимости.

Время жизни одной молекулы АТФ – 1 минута, т.е. в организме постоянно происходит синтез АТФ.

Синтез АТФ можно представить как фосфорилирование АДФ.

АДФ + Ф_н → АТФ

Пути синтеза АТФ:

1) Субстратное фосфорилирование

Может протекать в цитоплазме (гликолиз) или митохондриях (ЦТК).

Протекает на уровне субстрата (без участия цепи переноса электронов) за счет энергии, которая выделяется при разрыве макроэргических связей в субстрате.

2) Окислительное фосфорилирование

Протекает только в митохондриях.

Протекает с окислением субстратов, с участием цепи переноса электронов за счет энергии протонного градиента.

Окисление субстрата – отщепление от него электронов и протонов, т.е. атомов водорода.

Ферменты – дегидрогеназы (I класс). Участие коферментов НАД⁺ и ФАД.

Окисление субстрата и синтез АТФ протекают с участием кислорода (его требуется до 500 л в сутки).

Тканевое дыхание – окисление веществ с участием кислорода до конечных продуктов (СО₂ и Н₂О). Всегда сопровождается синтезом АТФ путем ОФ.

Пищевые вещества (Б,Ж,У) подвергаются расщеплению в организме в 3 стадии:

I и II стадии – специфические, III – общий путь катаболизма (ОПК), т.к. он одинаков для Б,Ж,У.

ПВК

I стадия – специфическая – идет в ЖКТ.

Пищевые вещества расщепляются до мономеров (У,Б) или до составляющих частей (Ж).

Белки → аминокислоты

Углеводы → глюкоза (в основном)

Жиры → глицерол и жирные кислоты

II стадия – специфическая – протекает внутриклеточно (или в цитоплазме, или в митохондриях)

Заканчивается образованием двух продуктов: ПВК и ацетил-КоА

III стадия – ОПК в митохондриях

Включает 2 процесса:

1) Окислительное декарбоксилирование ПВК (ОДПВК) – ферментативное превращение ПВК в ацетил-КоА

2) ЦТК – общий конечный путь катаболизма Б, Ж, У

ОПК тесно связан с цепью переноса электронов (ЦПЭ).

В результате функционирования ЦПЭ сопряжено синтезируется АТФ путем ОФ.

Таким образом, все пищевые вещества расщепляются до СО₂ и Н₂О с выделение АТФ.