Основы биоэнергетики
Функции метаболизма и анаболизма. Методы исследования обмена веществ. Этапы процесса катаболизма в организме человека. Способы получения энергии в клетке. Реакции в пируватдегидрогеназном комплексе и регуляция его активности. Цикл трикарбоновых кислот.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.02.2016 |
Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
на тему: "Основы биоэнергетики"
Содержание
1. Метаболизм или обмен веществ
2. Методы исследования обмена веществ
3. Анаболизм
4. Катаболизм
5. Аденозинтрифосфат
6. Способы получения энергии в клетке
7. Два способа синтеза АТФ
8. Окисление пирувата до ацетил-КоА
9. Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса
10. Цикл трикарбоновых кислот
11. Регуляция цикла трикарбоновых кислот
Литература
1. Метаболизм или обмен веществ
Метаболизм - это совокупность химических реакций, протекающих в организме. При этом процессы, происходящие в просвете желудочно-кишечного тракта, не входят в понятие метаболизма, поскольку полость желудочно-кишечного тракта рассматривается как часть внешней среды.
Метаболизм или обмен веществ представляет из себя сумму всех химических преобразований с участием ферментов, происходящих в клетках организма. Серия таких последовательных реакций представляет из себя метаболический путь превращений.
Предшественник (субстрат) превращается в продукт проходя ряд промежуточных метаболических интермедиатов, называемых метаболитами.
Термин промежуточный обмен веществ подразумевает комбинацию активностей всех совместно протекающих метаболических путей и превращения веществ в организме с момента поступления их в клетки до образования конечных продуктов обмена
Метаболических процессы в организме могут быть катаболическими и анаболическими.
Катаболизм - это фаза распада в обменене веществ в которой органические молекулы питательных веществ (углеводы, жиры и белки) превращаются в небольшие конечные продукты обмена. Катаболизм продуцирует энергию, часть которой запасается в виде АТФ либо в виде восстановленных переносчиков электронов (НАДН*, НАДФН* и ФАДН 2), при этом часть энергии теряется в виде тепла.
Анаболизм - это биосинтез высокомолекулярных молекул и комплексов молекул (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды) из низкомолекулярных предшественников. Для протекания анаболических реакций требуется энергия, обычно в виде переноса фосфатных групп АТФ либо восстановительного потенциала НАДФН*.
Некоторые метаболические пути имеют циклический характер: из двух субстратов, вступающих в серию реакций, один полностью восстанавливается для нового цикла реакций, другой превращается в продукт. Например, щавелевоуксусная кислота (ЩУК, оксалацетат) постоянно обновляется для работы цикла тикарбоновых кислот (ЦТК).
Три типа нелинейных путей обмена веществ. а) нисходящий, катаболический; б) разветвлённый анаболический и с) циклический.
Клетки организма поддерживают и анаболические и катаболические пути обмена. Особенности регуляции процессов состоят в том, что при активации катаболизма, происходит подавление анаболизма, и наоборот. К тому же они имеют одни и теже конечные продукты, например: гликолиз и глюконеогенез.
Глюкоза > пируват (катаболизм глюкозы).
Пируват > глюкоза (анаболизм глюкозы).
Метаболические пути имеют несколько уровней регуляции:
· Наиболее лабильный - концентрация и биодоступность субстрата. В ределах Km скорость реакции строго зависит от концентрации субстрата.
· Аллостерическая регуляция (обычно продуктами реакции).
· Ковалентная модификация фермента (фосфорилирование, ацетилирование, метилирование и проч.).
· Изменение экспрессии генов фермента (Это длительный тип регуляции занимает от нескольких минут до часов).
· метаболические пути часто в клетке имеют органельную локализацию (компартментализация). Например, распад жирных кислот протекает в митохондриях, синтез - в цитоплазме.
Метаболизм выполняет три специализированные функции:
1. Энергетическая - снабжение клетки химической энергией,
2. Пластическая - синтез макромолекул как строительных блоков,
3. Специфическая - синтез и распад биомолекул, необходимых для выполнения специфических клеточных функций.
2. Методы исследования обмена веществ
В современных биохимических исследованиях широко используют такие методы как хроматография, рентгеноструктурный анализ, ЯМР-спектроскопия, электронная микроскопия, сканирующая зондовая микроскопия. Методы изучения процессов метаболизма можно подразделить на две основные группы:
· методы изучения метаболизма на целых организмах;
· аналитически-дезинтегрирующие методы.
Изучение процессов метаболизма на целом организме. Ранее использовали определение концентрации выделения конечного продукта при введении предполагаемых промежуточных метаболитов. Например, в опытах на животных с экспериментальным диабетом, было установлено, что введение таких аминокислот, как Ala, Ser, Glu, вызывает еще более усиленное выведение глюкозы с мочой. На этом основании было сделано заключение, что эти аминокислоты могут служить метаболическими предшественниками глюкозы. В настоящее время с этой целью применяются изотопы (меченые атомы).
Обычно используются либо:
· стабильные изотопы элементов, отличающихся по массе от широко распространенных в организме элементов (тяжелые изотопы). Из них чаще используют:
o изотопы водорода с массой 2 (дейтерий, 2Н),
o азот с массой 15 (15N),
o углерод с массой 13 (13С) и
o кислород с массой 18 (180);
· радиоактивные изотопы. Из радиоактивных изотопов применяются:
o изотопы водорода (тритий, 3Н),
o фосфора (32Р и 33Р),
o углерода (14С),
o серы (35S),
o йода (125I),
o железа (59Fe),
o натрия (24Na) и др.
Радионуклид |
Период полураспада |
|
3H (тритий) |
12.43 года |
|
14C |
5730 лет |
|
32P |
14.3 дней |
|
33P |
25.4 дней |
|
35S |
87.4 дней |
|
125I |
60 дней |
Пометив при помощи стабильного или радиоактивного изотопа молекулу исследуемого соединения и введя его в организм, определяют затем меченые атомы или содержащие их химические группы в определенных соединениях и делают заключение о путях превращения меченого вещества в организме.
С помощью изотопного метода можно установить:
· локализации, места накопления и пути транспорта иследуемых веществ;
· время пребывания вещества в организме, которое характеризует период его полураспада, т. е. время, за которое количество изотопа или меченого соединения уменьшается вдвое,
· получить точные сведения относительно проницаемости мембран;
· изучать процессы синтеза полимеров (скорость, локализацию, участие субстратов) (белков);
· изучать пути метаболизма, чтобы установить, является ли данное вещество предшественником или продуктом распада другого соединения.
· Наконец, при существовании нескольких путей обмена веществ можно определить, какой из них превалирует.
Аналитически-дезинтегрирующие методы. Принцип этих методов состоит в поэтапном упрощении, сложной биологической системы с целью изолирования отдельных ее частей. В нисходящей последовательности, их можно расположить в следующем порядке:
· удаление отдельных органов (в частности, путем изучения перфузата в опытах с изолированными органами было установлено, что печень служит главным местом образования кетоновых тел и мочевины);
· метод тканевых срезов и клеточных культур (с помощью такой методики на аппарате Варбурга было изучено тканевое дыхание (потребление кислорода и выделение углекислого газа тканями);
· получение гомогенатов и субклеточных фракций (разрушение клеточных мембран делает возможным непосредственный контакт между содержимым клетки и добавленными соединениями. Это дает возможность установить, какие ферменты, коферменты и субстраты имеют значение для исследуемого процесса. Применение метода дифференциального центрифугирования гомогенатов позволяет изучать процессы обмена веществ, связанные с различными органеллами клетки (митохондриями, лизосомами, рибосомами, ядром и др. Например, для изучения путей и механизмов синтеза белка используют изолированные рибосомы, а для исследования окислительных реакций цикла Кребса или цепи дыхательных ферментов служат митохондрии),
· частичная или полная реконструкция ферментной системы in vitro с использованием ферментов, коферментов и других компонентов реакции.
3. Анаболизм
Анаболизм - это биосинтез белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул из молекул-предшественников. Поскольку процесс сопровождается усложнением структуры, то требует затрат энергии. Источником такой энергии является энергия АТФ.
Для биосинтеза некоторых веществ (жирные кислоты, холестерол) требуются активированные (богатые энергией) атомы водорода - их источником является НАДФН. Молекулы НАДФН образуются в 4-х основных реакциях:
1. Окисления глюкозо-6-фосфата в окислительном этапе пентозофосфатного пути (ПФП). Фермент - глюкозо-6-фосфата дегидрогеназа. Это основной путь образования НАДФН в организме;
2. При окислении малата малик-ферментом (НАДФ зависимая малатдегидрогеназа.
малат + НАДФ+ - пируват + CO2 + НАДФH
3. В реакции с участием НАДФ зависимой изоцитратдегидрогеназы. Реакция не относится к ЦТК, протекает в митохондриях, пероксисомах и цитозоле. Это основной путь образования НАДФН в жировых и печёночных клетках.
4. В реакции с участием фермента НАДН киназы, катализирующей в клетках минорную реакцию:
АТФ + НАД.Н - АДФ + НАДФ.Н
Рис. НАДФ
4. Катаболизм
Катаболизм - расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов с высвобождением энергии. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла. Меньшая часть этой энергии "захватывается" коферментами окислительных реакций НАД и ФАД и используется для синтеза АТФ.
Следует заметить, что атомы водорода, высвобождаемые в реакциях окисления веществ, могут использоваться клеткой только по двум направлениям: метаболизм анаболизм катаболизм трикарбоновая
· на анаболические реакции в составе НАДФН.
· на образование АТФ в митохондриях при окислении НАДН и ФАДН2.
Процесс катаболизма в организме человека условно подразделяется на три этапа:
I этап. Происходит в ротовой полости, желудке и кишечнике (переваривание пищи). В лизосомах и пироксисомах при расщеплении отработанных молекул. При этом освобождается около 1 % энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.
II этап. Вещества, полученные при внутриклеточном гидролизе или проникающие в клетку из крови, в основном превращаются в ацетил-КоА, и в значительно меньшем количестве - в некоторые метаболиты. Второй этап локализуется в цитозоле и митохондриях. Часть энергии рассеивается в виде тепла и примерно 13 % энергии вещества усваивается, т.е. запасается в виде макроэргических связей АТФ.
Рис. Схема общих и специфичных путей катаболизма
Рис. Схема строения кофермента А
III этап. Все реакции этого этапа идут в митохондриях. Ацетил-КоА включается в реакции цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) в результате образуется три молекулы восстановленного НАДН*, одна молекула восстановленного ФАДН 2 и в результате реакции субстратного фосфорилирования одна молекула ГТФ (АТФ). Далее, полученные восстановленные эквиваленты (НАДН* и ФАДН2) служат субстратами цепи дыхательных ферментов, расположенных на внутренней мембране митохондрий (цепь переноса электронов, ЦПЭ). В результате протекающих здесь процессов (окислительного фосфорилирования) формируется градиент концентрации протонов или трансмембранный протонный потенциал, благодаря которому ферментный комплекс - АТФ-синтетаза продуцирует главный продукт биологического окисления - АТФ. Электроны, которые при этом неизбежно образуются при постепенном перемещении с возрастанием окислительно-восстановительного потенциала переносятся на акцептор - кислород (в результате образуется вода).
Часть выделенной на этом этапе энергии молекулы рассеивается в виде тепла и около 46 % энергии исходного вещества запасается в макроэргических связях АТФ и ГТФ.
5. Аденозинтрифосфат
АТФ самая обновляемая молекула в организме человека. Время жизни - не более минуты, поэтому в течении суток проходит ~ 2000-3000 циклов её ресинтеза, при этом нарабатывается ~ 40-50 кг АТФ!!!
Энергия, высвобождаемая в реакциях катаболизма, запасается в виде связей, называемых макроэргическими. Основной и универсальной молекулой, которая запасает энергию и при необходимости отдает ее, является нуклеотид аденозинтрифосфат (АТФ). Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. АТФ относится к так называемым макроэргическим соединениям, то есть к химическим соединениям, содержащим связи, при гидролизе которых происходит освобождение значительного количества энергии.
Рис. Комплекс Mg и АТФ
Магний стабилизирует АТФ и определяет конформацию остатков фосфорной кислоты.
Все молекулы АТФ в клетке непрерывно участвуют в каких-либо реакциях, постоянно расщепляются до АДФ и вновь регенерируют (АТФ-цикл). Существует три основных пути использования АТФ в организме:
· биосинтез веществ,
· транспорт веществ через мембраны,
· изменение формы клетки и ее движение.
Рис. Кругооборот АТФ в жизни клетки
Кроме энергетических функций АТФ выполняет в организме также:
· совместно с другими нуклеозидтрифосфатами является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот (ДНК, РНК);
· является аллостерическим эффектором ряда ферментов. АТФ, присоединяясь к их аллостерическим центрам, усиливает или подавляет их активность, тем самым участвует в регуляции множества биохимических процессов;
· служит непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) - вторичного месенджера (посредника) передачи гормонального сигнала в клетке;
· известна роль АТФ в качестве медиатора синаптической передачи.
6. Способы получения энергии в клетке
Антуан Лавуазье в конце XVIII века показал, что животный организм потребляет из воздуха кислород и выделяет углекислый газ. Сделал вывод, что горение и окисление - это одно и то же, что биологическое окисление представляет собой "медленное горение", происходящее в присутствии воды и при низкой температуре.
В конце XIX века русские исследователи А.Н. Бах и В.И. Палладин, работая независимо друг от друга, предложили 2 основные теории для объяснения процессов, протекающих в ходе биологического окисления.
1-я теория: Алексей Николаевич Бах (1857-1946) полагал, что в живых клетках существуют особые ферменты - "оксигеназы", которые взаимодействуют с кислородом, образуя перекиси. Сам кислород является не очень активным окислителем. Зато перекиси ("активный кислород") являются очень сильными окислителями и способны передавать кислород окисляемому веществу.
Эта теория известна как "перекисная" или "теория активации кислорода".
2-я теория: Владимир Иванович Палладин (1859-1922) создал теорию "активации водорода". Считал, что универсальным путем окисления является отнятие от веществ (субстратов) водорода с участием специальных ферментов - хромогенов. После этого водород, может передаваться или на молекулу кислорода с образованием воды, или на другие молекулы, восстанавливая их.
Впоследствии теория В.И. Палладина блестяще подтвердилась для процессов митохондриального окисления, а ферменты, принимающие непосредственное участие в отнятии водорода от субстратов, в настоящее время называются дегидрогеназами.
Согласно современной теории биоокисления в нашем организме окисление может происходить двумя способами:
1. Путем отнятия водорода от окисляемого субстрата: сюда относятся митохондриальное окисление.
2. Путем присоединения кислорода к окисляемому субстрату - так происходит внемитохондриальное окисление оксигеназного типа (старое название - микросомальное окисление).
Биологическое окисление представляет собой совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках. Основной функцией этого процесса является обеспечение организма энергией в доступной для использования форме (прежде всего в форме АТФ). Принципиальной особенностью биологического окисления, или тканевого дыхания, является то, что оно протекает постепенно, через многочисленные промежуточные ферментативные стадии, т. е. происходит многократная передача протонов и электронов или только электронов от одного соединения - донора к другому - акцептору; при этом протоны транспортируются лишь частью промежуточных переносчиков. У аэробов конечным акцептором электронов и протонов служит кислород.
Биологическое окисление подразделяют на три этапа:
1-й этап. Образование мономеров из полимеров.
Белки ----------->Аминокислоты
Крахмал --------->глюкоза
Жиры ------------>глицерин + жирные кислоты
2-й этап. Превращение мономеров в пировиноградную кислоту и ацетил-КоА.
3-й этап. Превращение Ацетил-КоА в конечные продукты катаболизма: СО2 и Н2О.
Рис. Схема этапов катаболизма
В клетке существуют четыре основных процесса, обеспечивающих высвобождение энергии из химических связей:
1. Гликолиз (2 этап биологического окисления) - окисление молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты, при этом образуется 2 молекулы АТФ и НАДН (анаэробный этап гликолиза). Далее пировиноградная кислота в аэробных условиях превращается в ацетил-КоА, в анаэробных условиях - в молочную кислоту (лактат).
2. в-Окисление жирных кислот (2 этап биологического окисления) - окисление жирных кислот до ацетил-КоА. Образуются только молекулы НАДН и ФАДН2.
3. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, 3 этап биологического окисления) - окисление ацетильной группы ацетил-КоА или некоторых кетокислот ЦТК с образованием:
· в процессе субстратного фосфорилирования - одна молекулы ГТФ (в дальнейшем макроэргическая связь переносится на АТФ);
· трёх молекул восстановленного кофермента НАДН и одной молекулы ФАДН2;
· В процессе полного цикла окисления образуется две молекулы углекислого газа.
4. Образование трансмембранного протонного градиента (потенциала) с помощью ферментов цепи переноса электронов (цепи тканевого дыхания (ЦТД) путём окисления, полученных в предыдущих реакциях восстановленных динуклеотидов - НАДН и ФАДН2. За счёт энергии полученного градиента синтезируется основная масса АТФ в клетке. Так как при этом электроны передаются на кислород - процесс получения макроэрга носит название окислительное фосфорилирование (3 этап биологического окисления).
7. Два способа синтеза АТФ
1. Основным способом получения АТФ в клетке является окислительное фосфорилирование, протекающее в структурах внутренней мембраны митохондрий. При этом энергия атомов водорода молекул НАДН и ФАДН 2, образованных в гликолизе, ЦТК, окислении жирных кислот, в ходе окислительно-восстановительных процессов преобразуется в энергию связей АТФ.
2. Однако также есть другой способ фосфорилирования АДФ до АТФ - субстратное фосфорилирование. Этот способ связан с передачей энергии макроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ. К таким веществам относятся:
a. метаболиты гликолиза (1,3-дифосфоглицерат, фосфоенолпируват),
b. метаболиты цикла трикарбоновых кислот (сукцинил-КоА) и
c. креатинфосфат.
8. Окисление пирувата до ацетил-КоА
Пировиноградная кислота (ПК, пируват) является продуктом окисления глюкозы и некоторых аминокислот. Ее судьба различна в зависимости от доступности кислорода в клетке. В анаэробных условиях она восстанавливается до молочной кислоты. В аэробных условиях пируват симпортом с ионами Н+, движущимися по протонному градиенту, проникает в митохондрии. Здесь происходит его превращение в ацетил-коэнзим А (ацетил-КоА) с помощью пируватдегидрогеназного мульферментного комплекса.
Рис. Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс
Рис. Суммарное уравнение окисления пировиноградной кислоты
Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс расположен в матриксе митохондрий эукариотов. Состоит у человека из 96 субъединиц, организовавнных в три функциональных белка. Гигантское образование, имеет 50 нм в диаметре, что в пять раз!!! больше, чем рибосома.
Процесс проходит пять последовательных реакций, в которых принмает участие 5 коферментов:
· Пируватдегидрогеназа (Е 1, ПК-дегидрогеназа), коферментом служит тиаминдифосфат (ТДФ), катализирует 1-ю реакцию.
· Дигидролипоил трансацетилаза (в русскоязычной литературе встречаются названия - дигидролипоат-ацетилтрансфераза и липоамид редуктаза трансацетилаза (Е 2), кофермент - липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции.
· Дигидролипоил дегидрогеназа (дигидролипоат-дегидрогеназа) (Е 3), кофермент - ФАД, катализирует 4-ю и 5-ю реакции.
Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие коэнзим А и НАД.
Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированию пирувата (катализируется пируватдегидрогеназой, Е 1), окислению пирувата до ацетила и переносу ацетила на коэнзим А (катализируется дигидролипоил трансацетилазой, Е2).
Рис. Реакции синтеза ацетил-SКоА
Оставшиеся 2 реакции необходимы для окисления дигидролипоата обратно в липоат с образованием ФАДН2 и восстановления НАДН (катализируются дигидролипоил дегидрогеназой, Е3).
Рис. Реакции образования НАДН
9. Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса
Регулируемым ферментом ПВК-дегидрогеназного комплекса является первый фермент - пируватдегидрогеназа (Е1). Этому служат два вспомогательных фермента - киназа и фосфатаза, обеспечивая ее фосфорилирования и дефосфорилирования.
Киназа активируется при избытке конечного продукта биологического окисления АТФ и продуктов ПВК-дегидрогеназного комплекса - НАДН и ацетил-КоА. Активная киназа фосфорилирует пируватдегидрогеназу и инактивирует ее.
Фермент фосфатаза, активируясь ионами кальция или гормоном инсулином, дефосфорилирует и активирует пируватдегидрогеназу.
Рис. Регуляция активности пируватдегидрогеназы
Таким образом, работа пируватдегидрогеназы подавляется при избытке в митохондрии (в клетке) АТФ и НАДН, что позволяет снизить окисление пирувата и, следовательно, глюкозы в случае, когда энергии достаточно.
Если АТФ мало или растёт уровень инсулина, то идёт образование ацетил-КоА. Последний в зависимости от условий будет направляться либо в цикл трикарбоновых кислот с образованием энергии АТФ, либо на синтез холестерина и жирных кислот.
10. Цикл трикарбоновых кислот
Образующийся в ПВК-дегидрогеназной реакции ацетил-КоА далее вступает в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). Кроме пирувата, в цикл вовлекаются кетокислоты, поступающие из катаболизма аминокислот и некоторых иных веществ.
Цикл протекает в матриксе митохондрий и представляет собой восемь последовательных реакций: связывание ацетила и оксалоацетата (щавелевоуксусной кислоты, ЩУК) с образованием лимонной кислоты (цитрата), изомеризация лимонной кислоты и последующие реакции окисления с сопутствующим выделением СО2. После восьми реакций цикла вновь образуется оксалоацета.
Основная роль ЦТК заключается в:
· генерации атомов водорода для работы дыхательной цепи, а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН 2.
· синтезе одной молекулы АТФ,
· сукцинил-КоА, участвующий в синтезе гема,
· образовании кетокислот, являющихся аналогами аминокислот - б-кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой.
ПолеЩУК и АЦ-КоАт вместе сделали ЦИТРАТ
После ЦИС-АКОНИТались и совсем ИЗО-ЦИТРАлись
АЛЬФА-КЕТОГЛЮТАРАТ - СУКЦИНИЛу КОнзимАт,
А ЯНТАР-ТА ФУМАРился и с МАЛАТом оЩУКился.
Рис. Реакции цикла трикарбоновых кислот
Рис. Участие метаболитов ЦТК в анаболизме. Красными стрелками обозначены анаплеротические реакции
11. Регуляция цикла трикарбоновых кислот
Главным и основным регулятором ЦТК является оксалоацетат, а точнее его доступность. Наличие оксалоацетата вовлекает в ЦТК ацетил-КоА и запускает процесс.
Обычно в клетке имеется баланс между образованием ацетил-КоА (из глюкозы, жирных кислот или аминокислот) и количеством оксалоацетата. В клетках существуют анаплеротические ("возмещающие") реакции, в к-рых происходит образование промежуточных продуктов. Источником оксалоацетата является:
· глюкоза (синтез из пирувата в первой реакции глюконеогенеза);
· поступление из кислот самого цикла (яблочной, лимонной);
· образование из аспарагиновой кислоты в результате трансаминирования.
Примером существенной роли оксалоацетата служит активация синтеза кетоновых тел и кетоацидоз плазмы крови при недостаточном количестве оксалоацетата в печени. Такое состояние наблюдается при инсулинзависимом сахарном диабете, при голодании, алкогольном отравлении или длительной физической нагрузке.
Рис. Изменение скорости реакций ЦТК и причины накопления кетоновых тел при некоторых состояниях
Также некоторые ферменты ЦТК являются чувствительными к аллостерической регуляции метаболитами:
Схема. Регуляция ЦТК
Литература
1. Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагнуев, Н.Г. Быстренина и др., под ред. В.Н. Ярыгина. - М.: Высшая школа, 2008. - 492 с.
2. Биология. Справочник студента / А.А. Каменский, А.И. Ким, Л.Л. Великанов, О.Д. Лопина, С.А. Баландин, М.А. Валовая, Г.А. Беляков. - М.: Физиологическое общество "СЛОВО" ОО Изд-во АСТ", 2007. - 640 с.
3. Биология. Справочник школьника и студента / Под ред. З. Брема, И. Мейнке. - М.: Дрофа, 2007. - 400 с.
4. Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии. Учебник для вузов / Д.В. Вахненко, Т.С. Гарнизоненко, С.И. Колесников. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. - 448 с.
5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред. Р. Сопера. - М.: Мир, 2008. - Т. 1. - 368 с.
6. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред. Р. Сопера. - М.: Мир, 2007. - Т. 2. - 325 с.
7. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред. Р. Сопера. - М.: Мир, 2007. - Т. 3. - 325 с.
8. Кемп П., Армс К. Введение в биологию / П. Кемп, К. Армс. - М.: Мир, 2008. - 671 с.
9. Лысов П.К., Акифьев А.П., Добротина Н.А. Биология с основами экологии: Учебник/ П.К. Лысов, А.П. Акифьев, Н.А. Добротина- М.: Высшая школа., 2007. - 655 с.
10. Пехов А.П. Биология с основами экологии. Учебное пособие для вузов с грифом МО / А.П. Пехов. - СПб.: Изд-во "Лань", 2009. - 672 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие обмена веществ, анаболизма и катаболизма. Виды обменных процессов в теле человека. Потребность организма в витаминах и пищевых волокнах. Обмен энергии в состоянии покоя и при условии мышечной работы. Регуляция обменных процессов веществ и энергии.
презентация [18,7 K], добавлен 05.03.2015Сущность понятия "биоэнергетика". Существенные признаки живого. Внешний и промежуточный обмен веществ и энергии. Метаболизм: понятие, функции. Три стадии катаболических превращений основных питательных веществ в клетке. Отличия катаболизма от анаболизма.
презентация [3,9 M], добавлен 05.01.2014Биологическое значение нуклеиновых кислот. Строение ДНК, взгляд на нее с химической точки зрения. Обмен веществ и энергии в клетке. Совокупность реакций расщепления, пластический и энергетический обмены (реакции ассимиляции и диссимиляции) в клетке.
реферат [31,6 K], добавлен 07.10.2009Функции обмена веществ в организме: обеспечение органов и систем энергией, вырабатываемой при расщеплении пищевых веществ; превращение молекул пищевых продуктов в строительные блоки; образование нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и других компонентов.
реферат [28,0 K], добавлен 20.01.2009Классификация процессов метаболизма и обмена. Виды организмов по различиям обменных процессов, методы их изучения. Метод учета веществ поступивших и выделившихся из организма на примере азотистого обмена. Основные функции и источники белков для организма.
презентация [3,8 M], добавлен 12.01.2014Изучение проблемы обмена веществ как основной функции организма человека в научной литературе. Обмен углеводов как совокупность процессов их превращения в организме, его фазы. Источник образования и поступления витаминов. Регуляция обмена веществ.
курсовая работа [415,4 K], добавлен 01.02.2014Понятие о гормонах, их основных свойствах и механизме действия. Гормональная регуляция обмена веществ и метаболизма. Гипоталамо-гипофизарная система. Гормоны периферических желез. Классификация гормонов по химической природе и по выполняемым функциям.
презентация [5,9 M], добавлен 21.11.2013Роль обмена веществ в обеспечении пластических и энергетических потребностей организма. Особенности теплопродукции и теплоотдачи. Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма. Температура тела человека и ее регуляция.
реферат [22,5 K], добавлен 09.09.2009Сущность метаболизма организма человека. Постоянный обмен веществ между организмом и внешней средой. Аэробное и анаэробное расщепление продуктов. Величина основного обмена. Источник тепла в организме. Нервный механизм терморегуляции организма человека.
лекция [22,3 K], добавлен 28.04.2013Нуклеотиды как мономеры нуклеиновых кислот, их функции в клетке и методы исследования. Азотистые основания, не входящие в состав нуклеиновых кислот. Строение и формы дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК). Виды и функции рибонуклеиновых кислот (РНК).
презентация [2,4 M], добавлен 14.04.2014