Метаболізм людини

Проміжний обмін

Обмін речовин і енергії становлять сутність життєдіяльності будь-якого організму.

Безперервний, що самовідбувається й саморегулируемий круговорот речовин, що протікає в процесі існування живої матерії й сопровождающийся її постійним самовідновленням, називається обміном речовин.

По проміжних обмінах часто розуміють всю сукупність ферментативних реакцій, що відбуваються в клітці.

Процеси проміжного обміну включають перетворення компонентів у їжі після їхнього переварювання й усмоктування. Проміжний обмін не тільки описує метаболические шляхи перетворення індивідуальних молекул, він показує також взаємозв'язку між різними метаболическими шляхами; Дослідження проміжного обміну припускає з'ясування механізмів регуляції потоків метаболітів по різних шляхах.

Метаболические шляхи розділяють на дві категорії:

Анаболические шляхи включають процеси синтезу компонентів різних структур організму й з'єднань, що забезпечують його функціонування. Один з таких шляхів - синтез білків. Вільна енергія необхідна для цих процесів, надходить у результаті функціонування метаболических шляхів, що утворять наступну категорію.

Катаболические шляхи включають окисні процеси, що поставляють вільну енергію й запасають її у формі високоенергетичних фосфатів або відбудовних еквівалентів; такі дихальний ланцюг і окисне фосфорилирование.

Знання обміну речовин необхідно для розуміння причин багатьох хвороб. Для нормального метаболізму характерні адаптаційні зміни в період голодування, при фізичному навантаженні, у станах вагітності й лактації. Порушення метаболізму виникають, наприклад, при недостатності харчування, дефіциті тих або інших ферментів, або при дисбалансі гормонів.

Характер метаболізму в тканинах багато в чому визначається харчуванням.

У людини метаболическим перетворенням піддаються продукти, абсорбируемие після переварювання вуглеводів, що втримуються в їжі, ліпідів і білків. Це головним чином глюкоза, триацилглицерол, амінокислоти. У жуйних тварин целюлоза переварюється в симбиотическими мікроорганізмами з утворенням нижчих гомологів органічних кислот; тканевий метаболізм у цих тварин адаптований до утилізації як основний субстрат нижчих жирних кислот.Основні метаболические реакції

У живому організмі протікає безліч ферментативних реакцій. Вся сукупність цих реакцій поєднується загальним поняттям - метаболізм.

Метаболізм являє собою висококоординированную й цілеспрямовану клітинну активність, забезпечувану участю багатьох взаємозалежних мультиферментних систем. Він виконує 4 специфічні функції:

Постачання хімічною енергією, що добувається шляхом розщеплення богатих енергією харчових речовин, що надходять в організм із середовища або шляхом перетворення вловлюється енергии, що, сонячного світла.

Перетворення молекул харчових речовин в "блоці", які використовуються надалі кліткою для побудови макромолекул.

Синтез білків, нуклеинових кислот, ліпідів, полисахаридов і інших клітинних компонентів.

Синтез і руйнування тих биомолекул, які необхідні для виконання яких-небудь специфічних функцій даної клітки.

Хоча метаболізм складається із сотень різних ферментативних реакцій, центральні метаболические шляхи нечисленні й у всіх живих форм, у принципі, єдині.Обмін білків

У травному тракті білкові речовини піддаються гидролитическому розщепленню під дією протеаз, виділюваних травними залозами (трипсину, химотрипсина, пепсину, карбоксипептидази, аминопептидази).

Карбоксипептидаза й аминопептидаза називаються екзопептидазами, оскільки вони діють тільки по кінцях поліпептиду.

Пепсин, трипсин, химотрипсин діють на внутрішні райони поліпептидного ланцюга й тому називаються ендопептидазами.

Ні трипсин, ні химотрипсин не володіють абсолютної специфічність до природи розщеплюється связи, що, але в підібраних умовах вони все-таки переважно розщеплюють певні зв'язки (проявляють так звану "сайт" - специфічність).

Трипсин переважно розщеплює пептидние зв'язку, що містять карбонільні групи основних, позитивно заряджених амінокислот (лізина, аргініну). Химотрипсин переважно розщеплює пептидние зв'язку, що містять карбонільну групи однієї з ароматичних амінокислот (тирозину, фенилаланина, триптофану). Пепсин специфічно атакує пептидние зв'язку, утворені за участю ароматичних амінокислот (наприклад, тирозину) або дикарбонових амінокислот (наприклад, глутаминовой).

Ступінь розпаду білка при дії на нього ферментів (пептидогидролаз) можна простежити по збільшенню кількості альфа-аминних груп, що звільняються при гідролізі пептидних зв'язків білка в його розчині.

Чим більше звільнилося -аминних груп, тим, відповідно, більше розпалося пептидних зв'язків і тем вище, отже, ступінь деструкції білкової молекули.Вуглеводи і їхній обмін

Знання про структуру й властивості фізіологічно важливих вуглеводів необхідно для розуміння їхньої функціональної ролі в матеріальному й енергетичному забезпеченні життя ссавців. Найбільш важливим вуглеводом є шестиуглеродний цукор глюкоза. Саме у формі глюкози надходить у кров основна маса вуглеводів з їжі; у глюкозу ж перетворюються вуглеводи з печінки й із глюкози можуть утворюватися всі інші вуглеводи в організмі.

Глюкоза використовується як основний вид "палива" у тканинах ссавців (виключення становлять жуйні тварини) і служить універсальним "паливом" у період ембріонального розвитку. Вона перетворюється в інші вуглеводи, що виконують високоспецифические функції - у глікоген, що є формою зберігання енергії, у рибозу, що втримується в нуклеинових кислотах, у галактозу, що входить до складу лактози молока. Деякі вуглеводи входять до складу складних ліпідів і утворять разом з білками гликопротеини й протеогликани. З порушеннями обміну вуглеводів тісно зв'язаний ряд захворювань - цукровий діабет, галактоземия, порушення в системі запасания глікогену, нетолерантність до молока.Ліпіди і їхній обмін

У живих клітках гідроліз жирів відбувається під впливом ферментів, називаних ліпазами.

Велике значення в процесі переварювання жирів має жовч, що містить солі жовчних кислот. Жовчні кислоти, впливаючи на жири й масла, переводять їх у надзвичайно тонку емульсію, діаметр часток якої не перевищує 0,5 мкм. Емульгування жиру приводить до значного збільшення поверхні зіткнення жиру з водяним розчином ліпази, що полегшує ферментативний гідроліз жиру.

Солі жовчних кислот, крім того, активують малоактивну ліпазу соку підшлункової залози, переводячи її в активний фермент. Жовчні кислоти також взаємодіють із вільними жирними кислотами з утворенням розчинних з'єднань, здатних всмоктуватися.

Жовч - важливий носій екскретируемих жовчних кислот і холестерола, вона також видаляє з організму багато ліків, токсини, жовчні пігменти й різні неорганічні речовини, такі як мідь, цинк, ртуть.Нуклеиновие кислоти

Нуклеиновим кислотам належить провідна роль у здійсненні специфічного біосинтезу макромолекул і передачі спадкоємної інформації.

Для вивчення природи й властивостей нуклеинових кислот необхідне виділення їх із тканини в нативном, по можливості незмінному стані. Звичайно цьому перешкоджають головним чином дві обставини: по-перше, великі молекули нуклеинових кислот упаковані в структурах і міцно пов'язані з іншими хімічними компонентами клітки, зокрема з білками; по-друге, у клітках завжди є активні нуклеази, ув'язнені переважно в лизосомах і перехідні у вільний стан при гомогенізації тканин. Таким чином, при виділенні нуклеинових кислот необхідно особлива увага приділяти інактивації нуклеаз, повноті гомогенізації й очищенню препарату від домішок.

Література:

1) "Практикум по біохімії", Мєшкова Е.А.і ін. Джерело: fatalenergy.com.ru