Биологическая химия

Поступившие в желудочно-кишечный тракт пищевые продукты подвергаются распаду до своих составных частей. Так, белки, в основном, расщепляются до аминокислот, углеводы — до моносахаридов и частично до дисахаридов, жиры гидролизуются на глицерин, жирные кислоты и т. д. Эти мономеры всасываются из кишечника и разносятся кровью к различным органам и тканям. В клетках каждое из поступивших веществ подвергается различным, только ему присущим превращениям, которые определяются как промежуточный обмен (рис. 50). В понятие промежуточного обмена включаются процессы распада определенного вещества и синтеза необходимых для жизнедеятельности клеток соединений. Питательные вещества в клетках расщепляются или до конечных продуктов, которыми являются СО₂ и Н₂О, или их распад останавливается на стадии промежуточных а соединений. Последние, в основном, и используются для 8 синтеза специфических веществ. Например, одним из промежуточных продуктов распада глюкозы в клетке является 3-фосфоглицериновый альдегид, из которого может образоваться глицерин — один из основных компонентов жира. При окислении жирных кислот образуется ацетил-КоА — предшественник холестерина, половых гормонов, ацетил-холина и т. д.

Рис. 50. Общность обмена питательных веществ

Промежуточный обмен аминокислоты триптофана включает его превращения с образованием витамина — никотиновой кислоты.

Таким образом, сущность промежуточного обмена состоит в многообразных превращениях, поступающих и возникающих в клетках веществ.

Изучение промежуточного обмена сопряжено с многими трудностями. Во-первых, промежуточный обмен протекает внутри клетки и поэтому для его изучения необходимо знать особенности структуры и функции клеток и клеточных органелл. Во-вторых, все вещества в клетке в большей части находятся в динамических отношениях, которые постоянно меняются. И, наконец, процессы обмена различных веществ тесно переплетены между собой. Все это и определяет использование особых методов изучения промежуточного обмена, среди которых важное значение имеет метод применения и изотопов. Основа этого метода заключается в том, что в организм вводится вещество, в структуре которого один из атомов заменен его радиоактивным изотопом. Чаще других используют ¹⁴С и S³⁵. Через некоторое время по ионизирующему излучению этого атома определяют его распределение и превращения. Часто пользуются методом нагрузок, когда в результате введения в организм большого количества определенного вещества и последующего измерения его количества в теле или в выделениях изучают его участие в обменных процессах в различных клетках. Среди других методов используют метод ангиостомии, разработанный Е. С. Лондоном, метод изолированных органов, тканевых срезов, гомогенатов и т. д.

Изучение промежуточного обмена различных веществ разбирается детально в соответствующих разделах учебника. Так, промежуточный обмен аминокислот рассматривается в главе "Обмен белков", моносахаридов — "Обмен углеводов" и т. д.

Вопросы для повторения

   1. Какая существует взаимосвязь организма с внешней средой?

   2. Дайте определение понятиям: ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм.

   3. Что понимают под обменом веществ организма?

   4. Что понимают под энергетическим балансом организма?

   5. Какова потребность человека в энергии и отчего она зависит?

   6. Что является основным источником энергии?

   7. Как происходит освобождение энергии пищи в организме?

   8. Дайте характеристику условных трех этапов освобождения энергии в организме в ходе обмена веществ?

   9. Напишите формулу ацетил-КоА и укажите на его биологическое значение.

   10. Каково биологическое значение цикла Кребса?

   11. Что такое биологическое окисление и каково его значение?

   12. Что такое окислительное фосфорилирование?

   13. Что такое макроэргические соединения и какое они имеют значение?

   14. Приведите примеры макроэргических соединений.

   15. Напишите формулу АТФ и укажите ее значение.

   16. Какими методами изучается энергетический баланс организма?

   17. Что такое промежуточный обмен?

VI. Химия углеводов

Общая характеристика углеводов

Углеводы очень широко распространены в природе и особенно в растительном мире, где они составляют 70-80% из расчета на сухое вещество. В животном организме содержание углеводов значительно меньше, примерно около 2% веса тела. Однако для организма их значение очень велико. Об этом свидетельствуют важные и крайне разносторонние функции, которые выполняют углеводы:

   1. энергетическая функция. Углеводы на 60% обеспечивают организм энергией. При окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 ккал энергии;

   2. пластическая функция. Углеводы принимают участие в синтезе многих очень важных веществ для организма, таких, как нуклеопротеиды, липоиды, сложные ферменты^ мукополисахариды и т. д. В растениях углеводы выполняют в основном опорную функцию;