Общая схема катаболизма питательных веществ в организме. Фазы катаболизма, энергетический эффект отдельных фаз. Общие и специфические пути катаболизма

Источником свободной Е в организмах гетеротрофов является распад питательных веществ, иначе говоря, катаболические процессы, протекающие в клетках и тканях. Катаболизм включает сотни хим. реакций, десятки метаболических путей. В то же время в организации катаболических процессов прослеживается определенная логика. Весь катаболизм пит. веществ в организме можно разделить на три этапа или, как принято называть, три фазы.

В первой фазе происходит расщепление полимерных молекул на мономеры: белки расщепляются до аминокислот, олиго и полисахариды на моносахариды и их производные, липиды на высшие жирные кислоты, глицерол, аминоспирты и др. В этой фазе нет окислительных процессов, преобладают гидролиз и фосфоролиз. Вся энергия рассеивается в виде теплоты. В этой фазе происходит резкое уменьшение числа соединений, которые поступают затем во вторую фазу катаболизма. Так, с разнообразными пищевыми продуктами в ЖКТ поступают миллионы различных белков и все они расщепляются до 20-25 АК.

Во второй фазе эти пять десятков соединений подвергаются дальнейшему расщеплению, так что на выходе из этой фазы остается всего пять соединений: ацетилКоА, сукцинилКоА, фумарат, оксало ацетат и 2оксоглутарат. Таким образом, продолжающееся во второй фазе расщепление питательных веществ сопровождается еще большей унификацией промежуточных продуктов. Катаболические процессы, идущие во второй фазе, носят смешанный характер, т.к. в ней идут и фосфоролиз, и лиазное расщепление, и тиолиз и окислительные реакции. В этой фазе катаболизма образуются все азотсодержащие конечные продукты катаболизма, а также часть СО2 и Н2О. Организация катаболических процессов заключается в том, что по мере углубления распада питательных веществ количество промежуточных продуктов метаболизма уменьшается. Такой принцип построения катаболических процессов получил название принцип конвергенции. Метаболические пути первой и второй фазы катаболизма обычно индивидуальны для отдельных соединений или групп родственных по структуре веществ одного класса. Поэтому метаболические пути первой и второй фазы катаболизма получили название специфических путей катаболизма. В то же время метаболические процессы третьей фазы катаболизма одинаковы вне зависимости от того, какое соединение расщепляется.

В связи с этим метаболические пути третьей фазы получили название общих путей катаболизма. Наличие общих метаболических путей в третьей фазе катаболизма, в которой выделяется 2/3 всей свободной энергии, повышает адаптационные возможности живых организмов, т.к. позволяет сравнительно легко переключаться с одного типа питательных веществ на другой. Наличие общих метаболических путей в третьей фазе позволяет также уменьшить количество различных ферментов, необходимых клеткам и тканям для переработки разных питательных веществ. Все это помогает организмам в борьбе за выживание и является результатом длительной эволюции живых организмов.пути третьей фазы катаболизма: цикл трикарбоновых кислот Кребса и цепь дыхательных ферментов

Превращение энергии в клетке. Понятие о свободной энергии. Эндэргонические и экзэргонические реакции метаболизма, их взаимосвязь. Макроэргические соединения, их классификация и биологическая роль. Цикл АДФ-АТФ: основные пути образования АТФ в клетке и пути ее использования.