Аденін (азотиста основа)

О∽ О∽ + Н₂О

ОН ОН ОН

∽ макроергічний зв’язок

АТФ - універсальне джерело енергії в клітині. Енергія, яка виділяється при розщепленні АТФ використовується для синтезу необхідних для організму сполук, підтримання сталої температури тіла, м’язової роботи, нервових процесів.

Синтез АТФ відбувається головним чином в мітохондріях. АТФ здатна також перетворювати при участі особливих ферментів один вид енергії в інший.

Утворена в результаті безкисневих і кисневих реакції АТФ по каналах ендоплазматичної сітки надходить в ті відділи клітини, які її потребують.

3. Етапи енергетичного обміну. Процес утворення енергії в клітині складний і багатоступневий. Умовно його можна розділити на три етапи.

1) Перший етап – підготовчий (кишкова порожнина). Він характеризується перетворенням, через посередництво ферментів високомолекулярних органічних речовин на більш прості. Н – д: крохмаль – в глюкозу, жирів – в гліцерин і жирні к-ти. При подібних реакціях утворюється мало енергії і вона розсіюється у вигляді тепла.

ферменти

Вуглеводи С₆Н₁₂О₆ (глюкоза)

тепло

2) Другий етап – безкисневий (анаеробний)

Гліколіз (клітина – лізосоми)

60%(Розсіюється тепло)

ферменти 2С₃Н₆О₃ + 2АТФ

Молочна кис-та

С₆Н₁₂О₆ (глюкоза) 40%(зберігається)

Н₂О

тепло

Цей етап подальшого розпаду речовин, утворених на першому етапі. Прикладом може служити гліколіз – безкисневе розщеплення глюкози. В ході гліколізу відбувається ряд послідовних реакцій, в яких беруть участь більше 10 ферментів. Ці реакції протікають без кисню, тому етап називається безкисневим (анаеробним). Схематично зображено вище.

Таким чином, одна молекула глюкози розпадається до двох молекул молочної кислоти. При цьому вивільняється енергія, одна частина якої (60%) розсіюється в вигляді тепла, друга частина (40%) зберігається (резервується в клітині). За рахунок енергії, що вивільняється при безкисневому розщепленні однієї молекули глюкози, утворюється дві молекули АТФ. Як наслідок, процес гліколізу зв’язаний з синтезом універсальної енергетичної речовини АТФ.

Цей процес не достатньо ефективний для організму, тому що в результаті безкисневих реакцій розпад глюкози відбувається не до кінця, тобто не до кінцевих продуктів (СО₂ і Н₂О). Тому при неповному розщепленні глюкози залишається багато невикористаної енергії.

2. Третій етап – кисневий (аеробний) – (матрикс і кристи мітохондрії в присутності о2).

Клітинне дихання.

На цьому етапі відбувається основне добування хімічної енергії завдяки окисненню киснем повітря органічних речовин до простих неорганічних (СО₂ і Н₂О). Це складний, багатостадійний процес, в ході якого відбувається ряд послідовних ферментативних хімічних реакцій. На цьому етапі вивільнюється найбільша к-ть енергії, значна частина якої запасається в клітині в вигляді АТФ:

1. Окисне декарбоксилування піровиноградної кислоти;

2. Цикл три карбонових кислот;

3. Електронно-транспортний ланцюг.

Повне окиснення молекул молочної або піровиноградної кислоти, що утворилися з глюкози під час гліколізу, до СО₂ і Н₂О супроводжується виділенням такої кількості енергії, якої достатньо для утворення 36 молекул АТФ. Під час цих перетворень виділяється близько 2800 кДЖ енергії, з яких у вигляді макроергічних зв’язків молекул АТФ запасається 1596 кДж, або 55%, а 45% розсіюється у вигляді тепла.

Сумарне рівняння кисневого етапу енергетичного обміну має такий вигляд:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ + 6Н₂О +38АДФ + 38Н₃РО₄ ферменти 6СО₂ ↑ + 12Н₂О

Глюкоза

тепло