Основні закономірності обміну речовин. Цикл трикарбонових кислот.

1. Обмін речовин (метаболізм) – загальні закономірності протікання катаболічних та анаболічних процесів.

Метаболізм, що є найбільш характерною ознакою та неодмінною умовою існування будь-якої біологічної системи, поділяється на анаболізм (асиміляцію, синтез) та катаболізм (дисиміляцію, розщеплення молекул). Катаболізм. Процеси катаболізму являють собою сукупність реакцій розщеплення хімічних сполук, що надходять в організм у вигляді продуктів харчування та містять чужорідні вуглеводи, ліпіди, білки тощо. Крім того, в будь-якій клітині постійно відбувається розщеплення власних біомолекул. Катаболізм є екзергонічним процесом, тобто таким, що призводить до вивільнення хімічної енергії, яка частково використовується організмом в ході анаболізму. Ця хімічна енергія звільняється в результаті реакцій окислення біомолекул - проміжних продуктів внутрішньоклітинного розщеплення моносахаридів: переважно глюкози, жирних кислот, гліцерину та деяких амінокислот. Основні реакції біологічного окислення, що вивільняють енергію, необхідну для процесів життєдіяльності, відбуваються в мітохондріях (саркосомах), у мембранах яких локалізовані також складні ферментні та йонтранспортуючі системи, які реалізують накопичення енергії окислювальних процесів у вигляді високоенергетичних (макроергічних) зв'язків АТФ. Анаболізм являє собою постійний синтез молекул та побудову структур власного організму з органічних сполук, що надходять з навколишнього середовища у вигляді продуктів харчування та продуктів їх перетворення (інтермедіатів). Процеси анаболізму є ендергонічними, тобто такими, що потребують витрат хімічної енергії, яка постачається за рахунок реакцій катаболізму, переважно у формі молекул АТФ. Таким чином, живі організми за термодинамічними закономірностями їх функціонування є не тепловими машинами, а хімічними машинами, тобто системами, в яких різні види роботи здійснюються за рахунок хімічної енергії молекул, до того ж при сталій температурі (у людини близько 37 °С). При цьому джерелом хімічної енергії для ендергонічних процесів синтезу та побудови нових клітинних структур є екзергонічні реакції біологічного окислення, що відбуваються в електротранспортних ланцюгах мітохондрій та акумулюють цю енергію в ході окисного фосфорилування.