§48. Энергетический обмен и его фазы

При растеплении сложных органических веществ пищевых про­дуктов выделяется большое количество энергии. Весь комплекс хи­мических реакции, при которых расщепляются органические веще­ства и выделяется энергия, называется энергетическим обменом. Иногда обмен энергии называют диссимиляцией, т. е. распадом слож­ных органических веществ. Этот противоположный ассимиляции про­цесс сопровождается освобождением энергии. Другое его название - катаболизм(от греч. ката - разрушать).

Часть выделенной энергии в виде тепла передается в окружаю­щую среду. Остальная энергия превращается в митохондриях клет­ки в ЛТФ - органическое соединение, являющееся основным биоло­гическим аккумулятором энергии. Количество выделенного организ­мом тепла в единицу времени измеряется количеством затраченной организмом энергии, которое отдается в окружающую среду. Эта энер­гия измеряется в джоулях.

Простые органические вещества, образовавшиеся в результате пи­щеварения. при участии кислорода окисляются в митохондриях. При этом выделяется химическая энергия, которая расходуется на под­держание температуры тела. Кроме того, в виде АТФ она использу­ется на жизненные процессы: сокращение мышц, работу внутрен­них органов, выработку и проведение нервных импульсов и т. д. (60- 65%). Обмен энергии обеспечивает всю деятельность организма, включая и физическую, и умственную работу. Именно поэтому для поддержания жизнедеятельности необходимо питание. А оконча­тельные этапы дыхания, пищеварения и энергетического обмена происходят в митохондриях. В среднем у взрослого человека при максимальном покое расход энергии в сутки составляет 7117 кДж. Это значит, что в организме человека должно расщепляться столько белков, жиров и углеводов, сколько необходимо для освобождения 7117 кДж. Количество расходуемой человеком энергии зависит от его профессии, эмоционального состояния, температуры окружаю­щей среды и т. д. Затраты энергии у мужчин разных профессий ко леблются в пределах 12 600-21 ООО кДж. У женщин эти показате­ли ниже. Траты энергии у детей вследствие небольших размеров их тела меньше, чем у взрослых.

Фазы энергетического обмена:

1               фаза - подготовительная;

2               фаза - бескислородная;

3               фаза кислородная.

Подготовительная фаза обмена энергии проходит как в пищева­рительном канале, так и в клетках (в лизосомах). В этой фазе слож­ные органические вещества под влиянием пищеварительных фермен­тов превращаются в простые. Например, белки - в аминокислоты, углеводы - в глюкозу и т. д. При этом образующаяся энергия в виде тепла выделяется в окружающую среду, т. е. организм не получает полезной энергии, которую может использовать.

Бескислородная (рала обмена энергии, анаэробная. протекает в ци­топлазме клеток. Для дальнейшего расщепления простых органиче­ских веществ не требуется кислород. Эту фазу энергетического обме­на называют иногда брожением, или гликолизом. В некоторых микро­организмах кишечника энергетический обмен заканчивается этой фазой. У человека в этой фазе образуется в виде АТФ 5% всей полез­ной энергии. А глюкоза распадается до молочной кислоты, которая затем вступает в кислородную фазу.

Кислородная (раза обмена энергии, аэробная (от греч. азр - воздух), протекает в митохондриях клеток. Под действием ферментов и кис­лорода здесь проходят очень сложные химические реакции. В этой фазе образовавшаяся из глюкозы молочная кислота распадается до углекислого газа и воды, которые удаляются из организма через лег­кие, почки и кожу. При этом выделяется много энергии. Поэтому для организма очень важна аэробная фаза обмена энергии.

Чем больше расщепляется органических веществ, тем больше вы­деляется энергии. Поэтому-то чем больше человек работает, тем чаше его дыхание, больше количество выделяемого тепла, а значит и боль­ше количество употребляемой пищи. Таким образом человек воспол­няет выделенную энергию.

Общий энергетический обмен подразделяется на основной и рабо­чий. Основным обменом называется количество энергии, выделяемой в покое, натощак. при температуре +18...20‘С, т. е. когда человек не совер­шает ни умственной, ни физической работы. 25% энергии расходуется на работу печени. 25% - на работу мышц. 18% - мозга, 9% - сердца. 7% - почек. Остальная энергия расходуется на другие органы.

Рабочий обмен - это количество энергии, необходимое не только на поддержание жизни, но и на трудовую деятельность человека, активный отдых ит. д. Чем больше расходуется энергии, тем быстрее выводятся наружу конечные продукты обмена.

О Энергетический обмен, или диссимиляция (катаболизм): (разы: подготовительная, бескислородная (анаэробная) и кислородная (аэробная ): брожение, или гликолиз: основной и рабочий энергети ческие обмены.

1.             Дайте определение обмену энергии.

2.             Перечислите фазы энергетического обмена и охарактеризуйте их.

3.     Дайте определение основному обмену энергии.

В

1.     Что измеряется в джоулях?

2.     Где в клетке происходит расщепление органических веществ?

3.     В какой части клетки проходит подготовительная фаза расще­пления?

С

1.     Дайте определение бескислородному этапу энергетическою обме­на.

2.     Дайте определение кислородному этапу энергетического обмена. Охарактеризуйте различия между ними.

3.     Что такое основной обмен? Куда расходуется выделенная при этом энергия?