Биологическая химия

Следовательно, в молекуле АТФ накапливается 8-10 ^ккал/_моль, которые заключены в макроэргической фосфатной снят. Макроэргическая связь обозначается знаком ~ и характеризуется наличием в ней энергии. Соединения, имеющие такую связь, называются макроэргическими соединениями или макроэргами. К ним относится в первую очередь АТФ. Соответственно при распаде одной молекулы АТФ выделяется такое же количество энергии и образуется АДФ и Н₃РО₄. Именно эта энергия в основном идет на обеспечение энергетических нужд организма

Процесс образования АТФ в результате использования энергии, выделяющейся в процессе биологического окисления, носит название окислительного фосфорилирования.

При переносе 2 атомов водорода от окисляемого субстрата по "цепи" биологического окисления выделяется около 57 ккал энергии, из которых часть выделяется в виде тепла, а другая часть обеспечивает образование 3 молекул АТФ. С этих позиций энергетическая ценность цикла Кребса составляет 12 молекул АТФ, из которых 11 образуются путем окислительного фосфорилирования, а одна молекула синтезируется путем субстратного фосфорилирования. Сущность этою процесса заключается в том, что образование АТФ идет путем переноса энергии вместе с остатком фосфата от субстрата на АДФ.

Процессы биологического окисления и окислительного фосфорилирования происходят в митохондриях, которые (называют "энергетическими станциями" организма.

Представителями макроэргических соединений, помимо АТФ, являются все нуклеотид-трифосфаты (тимидил-трифосфат, цитидил-трифосфат и др.), а также некоторые другие соединения — креатинфосфат, фосфоэнолпировиноградная кислота и т. д.

Изучение баланса энергии

Определение энергетического баланса в клинике представляет большой интерес. Этот процесс можно подразделить на два этапа. Первый этап включает определение калорийности питательных веществ, которое производится обычными калориметрическими методами. В калориметрической "бомбе" производят сжигание определенного количества питательного вещества и определяют количество выделившейся энергии.

На втором этапе определяют энергетические траты организма. Для этой цели пользуются калориметрическими камерами, где у человека определяют теплопродукцию, количество выделившегося С02 и т. д. В вопросах исследования энергетического обмена много было сделано нашим отечественным ученым М. Н. Шатерниковым. Он впервые предложил замечательную модель калориметрической камеры для изучения обмена энергии.

Энергетическую ценность различных тканей организма изучают по величине дыхательного коэффициента. Его определяют на основании объемного отношения между потреблением кислорода и образовавшимся при этом углекислым газом. Отношение СО₂ к О₂ и представляет собой дыхательный коэффициент. Так, эта величина для мозговой ткани составляет 1,0. Таким же путем можно определить дыхательный коэффициент и пищевых продуктов, который для углеводов равен 1, для жиров — 0,71, для белков — 0,8.

В клинике для определения величины энергетического обмена используют понятие "основной обмен", под которым понимают выработку энергии в организме натощак в состоянии полного телесного и психического покоя за 1 час или 24 часа. Исследование проводится следующим образом: за несколько дней до измерения основной} обмена больного переводят на смешанную пищу, определенного состава и через 14 часов после последнего приема пищи у него исследуют основной обмен. Такое изучение показало, что он выше у мужчин, чем у женщин, а у детей выше, чем у взрослых. Основной обмен повышается при беременности, у спортсменов и снижается, в частности, при голодании. Он находится под действием регуляторных механизмов организма, к которым относятся нервная система, гормоны. При гиперфункции щитовидной железы он повышен, гипофункция коры надпочечников и передней доли гипофиза вызывает снижение основного обмена.

Промежуточный обмен