http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Биоэнергетика живых организмов: потребление пищи

Автор: lenka   Май 7, 2015 Нет комментариев

Для потребления, передачи и распределения энергии в живом организме существуют и непрерывно действуют молекулярные механизмы питания. Эти молекулярные механизмы, предназначенные для использования внутренней энергии, запасённой в молекулах пищи, одинаковы в организмах любой сложности — от одноклеточной бактерии до человека (организменные устройства и механизмы переработки пищи для организмов различной сложности, естественно, существенно отличаются).
Живому организму на планете Земля для получения необходимой для существования энергии кроме пищи необходим еще и кислород — обязательный участник процессов окисления. Вся последовательность процессов переработки пищи в универсальный носитель энергии — молекулу АТФ, происходящая на организменном и клеточном уровнях, разносторонне исследована и подробно изложена в многочисленной специальной биофизической и биохимической литературе (см., например, [39]).
Коротко эту последовательность процессов можно представить следующим образом. Попадая в пищеварительную систему живого (многоклеточного, высокоорганизованного) организма, пища становится источником питательных веществ для молекулярной энергетической машины. Прежде всего из пищи с помощью соляной кислоты и ферментов в биохимических реакциях высвобождаются вещества, являющиеся источниками энергии: углеводы, жиры и белки. Как правило, в тех же (или в последующих — не суть важно) реакциях большие молекулы (биополимеры) исходных углеводов, жиров, белков и ДНК расщепляются до мономеров: аминокислот, моносахаров, жирных и нуклеиновых кислот. Монопродукты, вода и неорганические соли через стенки пищеварительной системы организма всасываются в кровь и лимфу. Основное назначение аминокислот — строительство белков организма. Моносахарá, так же, как и жирные кислоты, почти полностью поступают в энергетические циклы организма.

В самом общем виде энергетический цикл представляет собой последовательность биохимических реакций, в результате которых молекулы сахаров, жирных кислот и аминокислот, отдавая всю запасенную в них внутреннюю энергию биополимерам живой системы, преобразуются в простые неорганические вещества, в основном в углекислый газ и воду. Важнейшим этапом действия энергетической машины организма является синтез молекулы АТФ в митохондриях живой клетки. АТФ — универсальный носитель энергии в живом организме, ее биологический аккумулятор,
молекула, легко транспортируемая к любым биополимерам живой клетки и химически сопрягаемая с реакциями, протекающими в живой системе. Молекулы АТФ, синтезированные в клетках, далее инициируют все эндогенные внутриклеточные химические реакции, в том числе — процессы с участием ДНК, синтез белков и других важнейших молекул клетки.
Биоэнергетика живых систем в современной биофизике рассматривается как изучение и описание последовательности биохимических процессов, происходящих в энергетических циклах, в которых участвуют биополимеры, получившие энергию от АТФ. Эти процессы достаточно подробно изучены и описаны в учебниках по молекулярной биофизике (см., например, [40]). По общепринятым представлениям современной молекулярной биоэнергетики, этот процесс начинается с передачи биополимеру двух высокоэнергетичных электронов от фосфатной группы АТФ (окисление фосфатной группы). В идущей далее последовательности эндоэргических химических реакций с участием биополимера и других молекул клетки, получившей в биофизике название «энергетический цикл», электроны последовательно теряют всю свою энергию.
Энергетические циклы живого организма — одна из самых изучаемых областей его биохимии. Исследованию энергетических циклов посвящено множество работ, найдены и количественно описаны все последовательности химических реакций этих циклов с указанием затрат энергии на каждую из реакций. Результаты изучения энергетических циклов представлены во всех учебниках по биофизике в виде схем, и эти схемы с максимальной убедительностью демонстрируют последовательность эндоэргических реакций в цикле и то, что эти реакции происходят именно за счёт энергии электронов, участвующих в них [41]. Во многих монографиях и учебниках такие процессы даже именуются «электронной схемой жизни». Для теоретического обоснования этих биоэнергетических схем межмолекулярных взаимодействий используются квантовомеханические представления об электронных орбиталях молекул, а также такие физические величины, как энергия возбуждения, потенциал ионизации, энергия взаимодействия и многие другие, лежащие в пределах от единиц (очень редко — двух десятков) эВ до долей эВ. При этом, как уже говорилось, считается, что сами электроны, переданные молекулой АТФ биополимеру, движутся по его цепи и, переходя от одного участника реакции к другому, поддерживают различные эндоэргические биохимические реакции биополимера.
Таким образом, рассматривая проблемы биоэнергетики, можно считать несомненным и очевидным достижением современной биофизики включение в ее понятие всех биохимических процессов, участвующих в превращении лучистой энергии Солнца в формы, доступные для ее освоения живыми организмами. При этом в биофизике рассмотрение процессов, относящихся к биоэнергетике живого организма, завершается на внутриклеточных энергетических циклах, хотя в молекулярной биологии термин «биоэнергетика» активно используется также при рассмотрении физиологических функций отдельных систем живого организма, потребляющих энергию, переданную внутри клеток молекулами АТФ. Однако этот аспект, также именуемый «биоэнергетика», здесь рассматриваться не будет.

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина