Your browser does not support the HTML5 canvas tag.
Темы
/Обмен веществ и энергии

Главные пути обмена органических веществ

Основные пути обмена органических веществ и энергии
Проследим основные этапы обмена органических веществ, используя рисунок. Первым важным этапом является поступление различных органических веществ в организм в процессе питания (пищеварения). При этом крупные органические молекулы сначала расщепляются пищеварительными ферментами до элементарных структурных блоков (1). Так, белки распадаются до аминокислот, жиры – до глицерина и жирных кислот, полисахариды – до моносахаридов (в частности, крахмал расщепляется до глюкозы). Образовавшиеся структурные блоки поступают во внутреннюю среду организма и в дальнейшем, подобно деталям конструктора, используются клетками для синтеза собственных органических веществ (2). Важно, что органические вещества, синтезируемые клетками человека могут довольно сильно отличаться по строению от веществ, поступающих с пищей. Например, гликоген (основной резервный полисахарид клеток человека) устроен не так, как крахмал – растительный полисахарид, составляющий основную массу углеводов пищи. Вместе с тем, большинство крупных органических молекул как человеческого организма, так и пищи построены из одинаковых структурных блоков (например, и гликоген и крахмал состоят из глюкозы). Благодаря этому упрощаются различные перестройки молекул. Синтезированные в организме белки, жиры и углеводы используются для выполнения тех или иных функций. При этом жиры и углеводы могут "откладываться про запас". Углеводы запасаются в виде гликогена. Включения гликогена есть практически во всех клетках организма, но основные его запасы находятся в печени и в мышцах. Жиры накапливаются в жировой ткани. Запасы белков в организме человека не создаются. Рано или поздно, все синтезированные организмом молекулы опять подвергаются распаду (3), а образующиеся структурные блоки возвращаются в "кругооборот" органических веществ. Так, при необходимости, из гликогена вновь образуется глюкоза, которая используется организмом. Рассмотрим следующий этап обмена органических веществ (4). На этом этапе небольшие органические молекулы (глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и другие) подвергаются дальнейшему распаду с образованием продуктов, общих для обмена белков, жиров и углеводов (обозначены на рисунке синим цветом). На этом этапе пути превращений разных органических веществ тесно переплетаются, а промежуточные продукты расщепления одних веществ могут быть использованы для синтеза других. В результате становится возможным образование жиров и углеводов друг из друга, а также из белков (аминокислот). Однако, аминокислоты, а, следовательно, и белки не могут быть получены только из продуктов распада жиров и углеводов. Объясняется это тем, что в молекулах аминокислот обязательно содержатся атомы азота, которых нет в молекулах углеводов и жиров. Поэтому, для образования одних аминокислот (и белков) необходим распад других. Отсюда следует вывод о незаменимости белков в питании человека. Химические реакции завершающего этапа полного распада органических веществ одинаковы для белков, жиров и углеводов (5). В этих реакциях осуществляются два процесса: 1) окончательное разрушение органических молекул с образованием углекислого газа (СО2); 2) окисление промежуточных продуктов кислородом с образованием воды (Н2О) и выделением большого количества энергии. Второй процесс составляет суть дыхания. Таким образом, в результате полного распада и окисления органических веществ, из них получаются неорганические вещества – углекислый газ и вода. Так как аминокислоты содержат атомы азота, при их распаде образуется еще и аммиак (NH3). Перечисленные конечные продукты обмена органических веществ удаляются из организма в процессе выделения: вода и аммиак, преимущественно, с мочой, а углекислый газ – с выдыхаемым воздухом.