Введение в обмен веществ Обмен веществ метаболизм

Введение в обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) – это все химические превращения, протекающие в живой системе, направленные на ее обеспечение веществом и энергией, которые начинаются с исходных веществ ( «пищи» ), и заканчиваются конечными продуктами метаболизма

Метаболизм включает 2 взаимосвязанных и взаимообусловленных потока реакций, направленных на обеспечение организма веществом (анаболизм) или энергией (катаболизм)

Живые организмы используют для своей жизнедеятельности энергию химических связей (энергию валентных электронов) Использование энергии электронов возможно в процессе окисления

Универсализация источников энергии в организме 1. Энтеральный обмен – полимеры пищи под действием ферментов желудочно-кишечного тракта расщепляются на мономеры (около 50) 2. Тканевой обмен 2. 1. Превращение мономеров в легкоокисляемые карбоновые кислоты (около 10 – лактат, пируват, оксалоацетат, малат и т. д. ) и их метаболиты (Ацетил Ко. А). При этом выделяется и запасается небольшое количество энергии. 2. 2 Перенос атомов водорода с этих кислот и их метаболитов на один из двух универсальных акцепторов протонов – НАД или ФАД (главный процесс-цикл Кребса) 2. 3. Окисление водорода акцепторов протонов до Н 2 О с высвобождением энергии и ее аккумуляцией в форме АТФ

Роль цикла трикарбоновых кислот в катаболизме Жиры Углеводы Белки Жирные Глюкоза Амино кислоты Пируват Ацетил-Ко. А ЦТК НАДН ФАДН 2 АТФ

Пути синтеза АТФ АДФ +РO 43 -+ F АТФ + H 2 O 1. Субстратное фосфорилирование 2. Окислительное фосфорилирование окисление АДФ + H 3 РO 4 АТФ + H 2 O

2. Биологическое окисление

Структура и обмен УГЛЕВОДОВ

Определение • Полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны, а также вещества, при гидролизе которых образуются полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны

классификация углеводы Моносахариды (не гидролизуемые) Олигосахариды (при гидролизе образуются от 2 -х до 10 простых углеводов) Альдозы Кетозы (содержат альдегидную группу) (содержат кетонную группу) Триозы Тетрозы Пентозы Гексозы Гептозы Октозы Полисахариды (при гидролизе образуются более 10 простых углеводов) Гомополисахариды (состоят из одинаковых моносахаридных остатков) Дисахариды Трисахариды Тетрасахариды и т. д. Гетерополисахариды (Состоят из остатков разных моносахаридов)

Функции углеводов • - основной и единственный анаэробный энергетический материал • - структурная: гликокаликс, гликопротеины мембран, гликозаминогликаны соединительной ткани, клеточная стенка растений • - гидроосмотическая: гиалуроновая кислота • - защитная: гликокаликс, иммуноглобулины • - специфическое узнавание: рецепторы, антигены

Дисахариды α-D-глюкопиранозил-(1 β-D-галактопиранозила-D-глюкопиранозил-(1 -4)глюкопираноза (1 -4)глюкопираноза

Полисахариды Гомополисахариды: Крахмал Гликоген Целлюлоза Гетерополисахариды: Гиалуроновая кислота Хондроитинсульфаты Кератансульфаты Дерматансульфаты Гепарин

• • Энтеральный обмен углеводов Ротовая полость: Амилаза и 1 -6 -глюкозидаза – образуются олигосахариды (декстрины из крахмала) • • Желудок: Нет ферментов, р. Н далека от оптимума амилазы • • • НО В глубине пищевого комка продолжает быть активна амилаза На поверхности – слабый кислотный гидролиз • Тонкий кишечник: • • • Двенадцатиперстная кишка: Бикарбонаты нейтрализуют кислоту Панкреатические амилазы – расщепляют олигосахариды до дисахаридов; • Тонкая кишка – дисахаридазы локализованы на микроворсинках слизистой a-амилаза

Регуляция содержания глюкозы в крови • Содержание глюкозы в крови 3 -6 м. Моль/л (100 -120 мг%) • Снижение содержания – гипогликемия • Повышение содержания – гипергликемия • Повышают уровень глюкозы: адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды • Понижает уровень глюкозы: инсулин

Тканевой обмен углеводов • Пути расходования углеводов пищи: • 60 -70% - окисляется • 20 -30% - превращается в жиры и откладывается в жировой ткани • 3 -5% - запасается в виде гликогена

Гликолиз • Расщепление молекулы глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты, сопровождающееся образованием двух молекул АТФ

Гликогенолиз В спокойной ситуации гликолиз начинается со свободной глюкозы, при этом расходуется АТФ (гексокиназная реакция) В ситуации напряжения гликолиз начинается с фосфоролиза гликогена, при этом АТФ не расходуется (фосфорилазная реакция)

Пути использования пирувата

Глюконеогенез – процесс синтеза глюкозы de novo из неуглеводных предшественников (пируват, лактат, глюкогенные аминокислоты).

Пентозофостатный цикл

Патологии углеводного обмена Сахарный диабет 1 -го типа ! Сахарный диабет 2 -го типа

Гликогенозы (болезни накопления гликогена) - группа наследственных заболеваний, обусловленная недостаточностью одного или нескольких ферментов, участвующих в синтезе или распаде гликогена. Эти дефекты приводят к нарушениям накопления гликогена в разных тканях, особенно в печени и мышцах.