Основні джерела енергії для організму
Організм як біологічна система
Основні структурні одиниці організму - клітини, якісь разом з міжклітинним речовиною складаються в тканини і органи. Органи об`єднуються у функціональні системи (травлення, дихання, кровообігу та ін.) І утворюють організм, вся життєдіяльність якого у людини і тварин (за винятком найбільш примітивних) інтегрується і координується нервовою системою. Від навколишнього середовища організм відмежований зовнішніми покривами, внутрішньою поверхнею дихальних шляхів і легенів, слизовими оболонками органів травлення і виділення, які беруть дії навколишнього середовища.
Клітини - основні цеглинки, з яких збудований організм. Вони також мають надскладне будова і оточені мембранами, що складаються з білків і жироподібних речовин - фосфоліпідів. Мембрани зможуть пропускати одні речовини і закривати вхід для проникнення інших або здійснювати транспорт речовин лише в одну сторону, заважаючи зворотного руху.
Відео: Юля Федорова Що таке (жири, БЕЛКИ, ВУГЛЕВОДИ)
Виходячи з цього клітинні мембрани називають напівпроникними.
Такі ж мембрани поділяють клітину на окремі відсіки, або компартменти, і оточують різні клітинні органели. До числа таких органів клітини належить в першу чергу ядро, де зберігається спадковий фонд клітини, її генний апарат, і де відбувається початковий етап синтезу білків. не менш відповідальними органоидами є мітохондрії - енергетичні станції клітини, які звільняють енергію з речовин, що окисляються і перетворюють її в легкоутілізіруемую форму, що дозволяє клітині застосовувати цю енергію в своїй життєдіяльності. Мітохондрії є округлі або легко витягнуті освіти, що складаються з двох мембран: зовнішньої і внутрішньої. На складках, або гребенях, внутрішньої мембрани в строго визначеному порядку вбудовані ферменти біологічного окислення і компоненти дихального ланцюга.
До органоидам клітини відносяться крім цього лізосоми - дрібні бульбашки, які містять ферменти, які здійснюють внутрішньоклітинний перетравлювання і розщеплюють складні біологічні сполуки (білки, нуклеїнові кислоти і ін.), Внутріплазматіческая мережу (ретикулум) і пластинчастий комплекс - мембранні освіти, які беруть участь в іонному транспорті, процесах секреції і багатьох біологічних синтезах. На мембранах мітохондрій та інших органоїдів жорстко вбудовані, а в напіврідкому внутрішньому білковому вмісті клітини (цито-золі) розчинені різні ферменти - білкові біологічні каталізатори, за допомогою яких в клітці відбуваються всі хімічні реакції.
Але життя - перш за все не структура, а процес. Це постійне оновлення всіх структур клітини і організму в цілому. Всі речовини, з яких збудований організм і якісь він виробляє, незмінно оновлюються. Так, напівперіод життя деяких виділяються залозами внутрішньої секреції гормонів утворює 1 - 5 хв, цукру в крові - 19 хв, глікогену в печінці - 20-24 год, глікогену в м`язах - 3-4 діб, білка в печінці - 4-10, резервного жиру - 16-20, а скорочувальних білків м`язів - близько 30 діб. Відносно стабільною є тільки зберігає спадкову дані ДНК.
Обмін речовин - головна властивість і умова існування живої матерії - міститься в безперервному надходженні в організм речовин, службовців джерелами енергії і пластичним матеріалом, в засвоєнні (асиміляції) цих речовин і в застосуванні їх з подальшим виділенням з організму продуктів їх розщеплення. Так, живий організм є відкритою хімічну систему, через яку незмінно проходить потік речовин і енергії.
Все це принципово відрізняє живі організми від будь-яких найскладніших і розумних автомобілів, якісь є статичні системи з фіксованою конструкцією. Автомобілі можливо розібрати на деталі, чітко відмежувати їх один від одного. Автомобілі потребують енергії тільки тоді, в той час, коли працюють. Живі організми поділені на деталі, в них все тісно пов`язано в єдину систему, все взаємозалежно. У них заборонено крім того чітко розрізнити структурні матеріали і джерела енергії: то, що утворює структуру, можливо і джерелом енергії, а джерела енергії зможуть входити до складу структур. Нарешті, живі організми потребують енергії не тільки тоді, в той час, коли вони роблять зовнішню роботу-їх структури зможуть підтримуватися тільки при безперервної витраті енергії. Паузу в постачанні нею веде до незворотної втрати структури і до смерті. Живий організм сам себе споруджує, підтримує в робочому стані, ремонтує, регулює і відтворює.
Джерела енергії життєдіяльності
Відео: 4 Основні ознаки гіпоксії Костянтин Заболотний
Яким же чином черпає організм потрібну йому енергію? Енергія звільняється в мітохондріях клітин при окисленні різних органічних речовин, але вживається не відразу, а накопичується в легкоутілізіруемой формі у вигляді макроергічних (високоенергетичних) сполук. При їх розщепленні без проміжного освіти тепла хімічна енергія їх внутрішньо молекулярних зв`язків перетворюється в інші форми енергії: механічну, електричну, світлову і т. П.
Основним і основним макроергів є АТФ, що складається з азотистої (пуринового) підстави - аденіну, пятиуглеродного цукру - рибози і трьох, послідовно приєднаних до неї молекул фосфорної кислоти. Відщеплення від АТФ кінцевий і другий фосфатних груп веде до звільнення з 30 кДж енергії на будь-який моль.
Відео: Вплив цукру на організм
АТФ - джерело енергії всіх біологічних процесів: руху, теплоутворення, біоелектричних явищ, різних біологічних синтезів а також нервової діяльності. Розщеплення АТФ необоротно: енергія макроергічних зв`язку вживається на зовнішню роботу і йде зі сфери реакції. А так як потреба організму в АТФ тільки величезна, потрібно постійне регенерування цієї речовини, утворення нових молекул АТФ. Відбувається це в ході аеробного (за участю кисню) або анаеробного (без нього) окислення, сполученого з фосфорилюванням АДФ, і методом креатінкіназной реакції.
Відео: Клітинні включення
В ході аеробного і анаеробного (гликолитического) окислення утворюються проміжні макроергічні фосфорні сполуки, фосфатна група яких відповідними ферментами пересідає з усім запасом енергії на АДФ. Ці так звані фосфо-трансферазную реакції відбуваються так, що фермент зближує з`явився макроерг і АДФ так, що між ними стають вірогідними обмін електронами і походження зв`язку фосфату з АДФ при одночасному відщепленні першого від вихідного макроергів.
В принципі так само протікає і креатінкіназная реакція. КФ міститься в клітинах як джерело макро-ергічні фосфатів для регенерації АТФ в екстрених випадках. Реакція ця відбувається досить швидко: вона не вимагає ні кисню, ні розщеплення будь-яких органічних речовин, оскільки макроергічних зв`язків фосфату КФ володіє таким же запасом енергії, як і макроергічні зв`язку в молекулі АТФ.
Реакція ця оборотна в залежності від концентрацій КФ і АТФ: в той час, коли концентрація КФ висока, а АТФ низька, вона йде вправо, а при зворотних співвідношеннях - вліво. Так, в ході даної реакції надлишок АТФ формує передумови для власної її екстреної регенерації. Природно, що завдяки величезного і безперервного витрачання АТФ вона дуже швидко обмінюється: напівперіод життя її менш 1 хв, і за 1 добу кожна молекула її оновлюється (розщеплюється і знову регенерується) 2400 разів!
Витрачання і генерування АТФ: І - звільнення енергії, ІІ - перетворення енергії і що робиться робота
Отже, життя - постійне оновлення білкових структур організму.
