Клеточный метаболизм это


что это такое и как его ускорить?

Многие считают, что их многочисленные неуспешные попытки похудеть связаны с плохим метаболизмом, а не с неправильным подходом к снижению веса. Именно на этом заблуждении наживаются недобросовестные предприниматели, продавая за большие деньги «волшебные» пилюли для ускорения обмена веществ. 

Внимание! Следует понимать, что ни одной таблетке, экзотическому фрукту или чудо чаю не под силу по-настоящему запустить жиросжигающие процессы.

В этой статье будут опровергнуты основные мифы о метаболизме и приведены проверенные рекомендации по его ускорению.

Что такое метаболизм?

Метаболизм – это группа сложных процессов в организме, превращающих калории из пищи в полезную для жизнедеятельности человека энергию. Он зависит от: 

  • пищевой ценности потребляемых продуктов; 
  • регулярности и интенсивности физических нагрузок; 
  • температуры окружающей среды;
  • психоэмоционального состояния;
  • возраста; 
  • веса. 

На скорость усвоения пищи действуют разные факторы. Например, находясь в стрессовом состоянии, организм начинает вырабатывать кортизол, замедляющий пищеварительные процессы, и стимулирует запасание жировых отложений.

Внимание! Под метаболизмом подразумевают разные процессы – от переваривания сытного завтрака до дыхания во время сна, когда тело без участия мозга транспортирует кислород в органы.


Следует понимать, что у метаболизма нет скорости, а значит его классификации на медленный, нормальный и быстрый также не существует. Это обуславливается тем, что его скорость невозможно измерить. Но даже если бы это и было возможным, нет никаких эквивалентных единиц измерения, которыми можно было бы эту скорость описать.

Плохой обмен веществ: последствия и симптомы

Скорость усвоения пищи зависит от совокупности факторов, воздействующих на человека за определенный промежуток времени. То есть то, каким будет метаболизм – «быстрым» или «медленным», – зависит от образа жизни и реакции организма на окружающие раздражители. 

Иногда даже неправильное трактование грамотных рекомендаций приводит к тому, что все меры похудения в конечном итоге не дают никакого практического результата. Например, человек, обстоятельно взявшийся за свой лишний вес, резко сокращает рацион до сильного дефицита калорий, употребляет большое количество ананасов ежедневно (они содержат ферменты, расщепляющие жир) и каждый день интенсивно тренируется в зале. В лучшем случае стрелка на весах не сдвинется, в худшем – покажет несколько лишних кг.

Это объясняется просто. Такими кардинальными мерами организм загоняется в стрессовое состояние. Мозг подает сигналы о том, что энергетические запасы иссякают, так как при серьезных физических нагрузках пропала энергия, которая поступала с пищей. Единственный вариант при этом – интенсивное запасание новых жировых отложений, чтобы спасти организм от энергетического голода.

Как ускорить метаболизм?

Единственный эффективный вариант ускорения метаболизма заключается в комбинации активных тренировок (кардио + силовых), увеличения калорийности меню (в среднем до 15%) и соблюдения рациона, соответствующего нормам БЖУ (белков, жиров и углеводов). При таком режиме организм войдет в эффективный темп усвоения пищи и научится откладывать излишки энергии в мышцы, а не в жировые ткани.

Есть четыре правила, придерживаясь которых, можно нормализовать обмен веществ:

  1. Не переедать перед сном.
  2. Обогатить рацион источниками клетчатки.
  3. Ограничить потребление быстрых углеводов и заменить их на медленные.
  4. Следить за балансом жиров в организме, принимать добавки с омега-3.


Внимание! Чтобы улучшить метаболизм, необходимо правильно и регулярно питаться, а также уделять достаточно времени силовым и кардио тренировкам. А вот резкое ограничение рациона и различные диеты приведут к нарушению обменных процессов и набору веса.

Какие вещества участвуют в обмене веществ?

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Какие вещества участвуют в обмене веществ?

Метаболизм – это сложный процесс, который зависит от множества факторов. Например, для его нормального протекания требуются определенные вещества. Какие?

Обмен веществ – это все реакции и процессы, которые в совокупности происходят в организме. Нет ни одного процесса в организме, который проходил бы без участия обмена веществ. Из каких веществ он складывается?

Функции обмена веществ

Обмен веществ выполняет в организме набор следующих функций:
  1. Дает энергию для полноценного функционирования.
  2. Вырабатывает строительный материал для дальнейших процессов.
  3. Помогает организму восстанавливаться после тяжелых физических или эмоциональных нагрузок.
  4. Запасает тело питательными веществами на случай их непредвиденных расходов.
  5. Выводит ненужные вещества, токсины, соединения.

    Что влияет на метаболизм?

    На протекание процессов обмена веществ влияют следующие факторы:

    1. Физические нагрузки. Например, плавание даже на короткие дистанции может усилить обменные процессы в несколько раз.
    2. Возраст. С годами скорость метаболизма постепенно снижается.
    3. Температура тела. Если она повышается, то скорость обменных процессов повышается.

    Как проходит обмен веществ?

    Процесс ассимиляции можно разделить на несколько этапов:

    1. Поступление в организм питательных веществ вместе со съеденными продуктами.
    2. Реакция распада еды на полезные вещества, их частичное всасывание органами желудочно-кишечного тракта.
    3. Усвоение отдельных компонентов тканями.
    4. Выделение отходов жизнедеятельности – углекислый газ, моча, каловые массы.

    Какие вещества участвуют в метаболизме?


    Чтобы организм работал нормально, а метаболизм проходил с нужной скоростью, требуются следующие вещества:

    1. Витамины группы В. Эти вещества играют важную роль в энергетическом обмене. Дефицит какого-либо витамина из этой группы может отразиться на скорости метаболизма и среде организма в целом. То есть они всегда должны быть в рационе. Содержатся в постном мясе, морепродуктах, яйцах, цельном молоке, живых кисломолочных культурах, орехах, семечках, бананах, арбузах.
    2. Витамин Д. Если его не хватает в организме взрослого человека, то это может грозить ожирением. Для поддержания его уровня важно соблюдать здоровую диету, почаще бывать на свежем воздухе, контролировать уровень сахара в крови. Также вещество можно принимать дополнительно.
    3. Кальций. Важен для здорового метаболизма и поддержания уровня глюкозы в крови. Для этого нужно употреблять натуральные молочные продукты, злаки, листовые зеленые овощи, миндаль, свежевыжатый апельсиновый сок, семечки.
    4. Железо. Поддерживает здоровый рост клеток, помогает выработке необходимых гормонов. Если железа не хватает, то мышцы плохо обеспечиваются кислородом, процесс обмена энергии не происходит полноценно. Железо есть в орехах, соевых бобах, листовых овощах, мясе, гречневой крупе, фасоли.
    5. Магний. Производит энергию в организме, значительно ускоряет обмен веществ. Магний есть в шпинате, бананах, картофеле, жирной морской рыбе, цельнозерновых культурах.
    6. Витамин Е. Помогает переваривать пищу, нормализует работу желудочно-кишечного тракта. Он содержится в яйцах, рыбе и морепродуктах, печени.
    7. Хром. Необходим для худеющих, так как сжигает подкожный жир. Хром есть в бобовых культурах и простой ячневой крупе.
    8. Клетчатка. Увеличивает метаболизм за счет повышения активности желудка и очищения организма от вредных веществ. Клетчаткой богаты свежие овощи и фрукты.

      Внимание! Метаболизм – это сложная совокупность процессов, на которой отражается работа всего организма и жизнь человека. Для здорового обмена веществ требуются определенные витамины и минералы, химические вещества, поэтому важно включать их в свой рацион.

      Отказ от ответсвенности

      Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

      Эксперт: Елагина Мария Business Profi компании Siberian Wellness и нутрициолог по косметике Рецензент: Дарья Киншт Специалист по клинической диетологии и нутрициологии, материнству, здоровью и правильному питанию, аспирант кафедры педиатрии НГМУ.

      Клеточный метаболизм и его влияние на здоровье

      Клеточный метаболизм и его влияние на здоровье

      Под понятием «метаболизм» многие понимают скорость обмена веществ. В умах людей закрепилось мнение: чем он выше, тем мы стройнее и здоровее. Так оно и есть. Клетка – это сложная и высокоорганизованная структура, которая вступает во взаимодействие со многими элементами. Ей нужна вода, полноценное питание, а также чистая среда. Клетка потребляет необходимые элементы и отдает отработавшие в процессе жизнедеятельности продукты распада. В широком смысле это и есть обмен веществ, но все намного сложнее.

      Процессы обмена веществ

      Метаболизм – это не только питание клеток. К нему относятся все реакции, в результате которых строятся элементы тканей и клеток, а также извлекается энергия. Различают два процесса метаболизма:

      • Катаболизм (энергетический) – совокупность реакций, при которых более сложные вещества расщепляются до более простых. Эти процессы протекают в митохондриях. В результате образуется энергия, существенная часть которой запасается в АТФ. Кроме энергии катаболические процессы образуют отходы такие, как аммиак, мочевина и другие.
      • Анаболизм (пластический обмен) – образование сложных молекул из простых. Примером анаболических процессов будет создание мышечных волокон, тканей, новых клеток.

      Процессы анаболизма и катаболизма происходят постоянно. Питание для клетки поступает в организм с пищей и водой. Сначала белки расщепляются до аминокислот, т.е. происходит разбор сложных веществ на простые. Затем из аминокислот строятся новые клетки взамен отработавшим.

      Анаболизм неразрывно связан с катаболизмом. Для строительства клеток нужна энергия и простые вещества. При правильном обмене веществ происходит постоянство химической среды организма, которое называется гомеостазом.

      Что влияет на метаболизм

      Нарушение обмена веществ – это не только избыточный вес и преждевременное старение. Также это проблема, которая влечет тяжелые последствия для здоровья. Симптомы нарушения метаболизма могут быть разными:

      • резкое снижение или увеличение веса;
      • разрушение зубной эмали;
      • ухудшение состояния ногтей и волос;
      • сухость или жирность кожи, неестественная бледность;
      • постоянное чувство усталости;
      • проблемы с пищеварением.

      Главная причина ухудшения метаболизма – это неправильное питание. Если вы всерьез задумались о здоровье, то начинать нужно именно с этого. Для наглядности приведем один пример. Все знают, что соль вредна, но не понимают почему. Соль – это натрий, одна из задач которого – накопление жидкости в организме. Чем больше соли мы едим, тем больше воды наш организм запасает. Но это плохо, ведь вместе с жидкостью должны выводиться токсины и шлаки. Вместо этого они остаются в клетке, которая в буквальном смысле захлебывается продуктами распада.

      И это самый простой пример. Мы не призываем отказаться от соли, ведь так люди потеряют удовольствие от еды. Но стоит понимать, что большинство продуктов таких, как колбасы, полуфабрикаты и прочее содержит помимо соли вредные добавки, которые не лучшим образом отражаются на обмене веществ. Вредные привычки и подвижность – немаловажный фактор в этом вопросе. Чем больше мы двигаемся и меньше засоряемся, тем быстрее шлаки и токсины покидают организм.

      Как повысить обмен веществ

      Если хотите улучшить обмен веществ, то нужно начать с чистой воды. Суп, соки и другие напитки не в счет. Лучше употреблять минерализованную воду. Для этого необязательно искать родник. Достаточно просто положить в стакан с фильтрованной водой пакетик Корал-Майн.

      Включите в свой рацион продукты, которые способствуют нормализации обмена веществ. К ним относятся:

      • Филе индейки. Этот продукт содержит полноценный белок и витамины группы В, которые важны для обмена веществ.
      • Красная фасоль и другие бобовые. Кроме витаминов группы В в ней есть цинк, помогающий избавиться от жировых отложений и снизить уровень сахара в крови.
      • Брокколи и другие виды капусты. В ней содержится большое количество витамина С, необходимого для снижения аппетита и стимуляции метаболизма. Кроме того, в ней много клетчатки, важной для работы кишечника.
      • Шпинат. В нем очень много марганца, без которого можно забыть о хорошем метаболизме. Также шпинат благотворно влияет на сосуды, суставы, пищеварение и мозговую деятельность.
      • Миндаль. Содержит важные для здоровья омега-3 кислоты, способствующие ускорению метаболизма.
      • Яблоки. Благодаря клетчатке очищают организм от шлаков и токсинов, что важно для полноценного питания клетки.
      • Зеленый чай. Содержит антиоксиданты, борющиеся со свободными радикалами.
      • Грейпфрут и цитрусы. Источники витамина С, фруктовых кислот и других полезных микроэлементов.

      Спорт – немаловажный способ, разгоняющий метаболизм. Необязательно участвовать в марафоне или поднимать штангу. Достаточно регулярно совершать пешие прогулки, делать гимнастику или заниматься плаванием.

      Не забывайте о том, что полноценный сон – залог хорошего обмена веществ, а значит, здоровья. У человека есть определенные биологические ритмы. Если прислушиваться к потребностям организма, то хорошее самочувствие станет вашим спутником на долгие годы жизни.

      Дистрибьютор Coral Club

       

      Обмен веществ в клетке | Дистанционные уроки

      25-Июл-2013 | комментариев 8 | Лолита Окольнова

      Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии.

       

      Это называется метаболизм.

       

      Если рассмотреть этот процесс более детально, то это постоянные процессы образования и распада веществ и поглощения и выделения энергии.

       

       

       
       
       

      Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм

       

      Пластический обмен (анаболизм, или ассимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых из простых органических и неорганических веществ образуются более сложные вещества. Пластический обмен протекает с затратой высокоорганизованной энергии (например, в виде АТФ)

       

      Чтобы что-то построить, надо затратить энергию — этот процесс идет с поглощением энергии.

       

       

      Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы из неуглеводных соединений, например, из пирувата. Реакции глюконеогенеза у человека происходят в клетках печени, почек и эпителия тонкого кишечника.
       
      Гликогеногенез — это процесс синтеза гликогена из глюкозы. Реакции гликогеногенеза осуществляются в клетках мышечной ткани и в клетках печени
       
      Синтез жирных кислот осуществляется в цитоплазме жировой ткани
       
      Синтез нуклеотидов осуществляется в цитоплазме всех активных клеток организма

       

       Процесс расщепления = энергетический обмен = диссимиляция = катаболизм

       

      Энергетический обмен (катаболизм, или диссимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых происходит окисление сложных органических веществ. В результате энергетического обмена образуются более простые органические или неорганические вещества, и выделяется высокоорганизованная энергия (например, в виде АТФ) .

       

      В основном, это реакции окисления, происходят они в митохондриях, самый простой пример — дыхание. При дыхании сложные органические вещества расщепляются до простых, выделяется углекислый газ и энергия.

       
      Вообще, эти два процесса взаимосвязаны и переходят один в другой. Суммарно уравнение метаболизма — обмена веществ в клетке —  можно записать так:
       

      катаболизм + анаболизм = обмен веществ в клеткеметаболизм

       

       

      Энергетический обмен = Диссимиляция = Катаболизм

       

      Этот процесс идет в несколько этапов  и нам нужно рассмотреть как он проходит а различных организмах.

       

      Организмов будет всего 2 —  многоклеточный (человек, например) и одноклеточный (растительный и животный).

       

      И запомните,  сочетание букв АТФ (аденинтрифосфорная кислота) — означает “энергию”. Просто эта энергия заключена в молекуле.

       

       Обмен веществ в клетке

       

      Этапы диссимиляции:

       

      1 этап   —  подготовительный

       

      Давайте проследим путь пищи от начала и до конца… Итак, пища поступила в организм. А что у нас за пища? Точнее, из чего она состоит? Из белков, жиров и углеводов.

       

      Пища начинает перевариваться.

       

       

      В чем суть пищеварения? Очень просто: полимеры: белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров:

       

       

      • жиры → до глицерина и жирных кислот

       

      • углеводы (полисахариды) →  до моносахаридов

       

       Такое расщепление возможно с помощью ферментов (био-катализаторов)

       

       

      • у одноклеточных — в их “мини-желудочках” — лизосомах (пищеварительных вакуолях)

       

      2 этап — бескислородный — гликолиз

       

      Глюкоза, полученная в предыдущем этапе, превращается в пировиноградную кислоту (ПВК) и выделяется энергия (“+” — это выделение энергии, “-” — поглощение).

       

      С6H12O6 → C3H4O3 + 2 АТФ

       

      Происходит этот процесс уже в цитоплазме клеток (как много-, так и одноклеточных организмов).

       

      3 этап — кислородный  = Цикл Кребса + окислительное фосфорилирование

       

      Здесь мы не будем детально разбирать цикл Кребса и фосфорилирование — это будет отдельная подробная тема  в формате ЕГЭ…

       

      Сама суть этого процесса в том, что в митохондриях (на кристах) ( а если митохондроий нет, то и процесс этот отсутствет, т.е. у анаэробов кислородного этапа нет) кислота превращается  уже до конца: до CO2 (то, что мы выдыхаем) и H2O:

       

      в цикле Кребса:
      C3H4O3→CO2 + h3O + 36 АТФ

       

      Общее уравнение  диссимиляции:

       

      С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ

       

       

      Взаимосвязь пластического и энергетического обмена:

       

      • Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
      • Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.

       

      Пластический и энергетический обмен – это сопряженные (взаимосвязанные) процессы.

       

      Реакции метаболизма рано или поздно завершаются превращением всей исходной энергии в тепло.

       


       

       


       

      Еще на эту тему:

      Обсуждение: "Обмен веществ в клетке"

      (Правила комментирования)

      Метаболизм клетки в организме

      • Беременность
        • Беременность - признаки и подготовка
        • Питание и фитнес при беременности
        • Первый триместр беременности
        • Второй триместр беременности
        • Третий триместр беременности
        • Роды и подготовка
        • Беременность: ответы на частые вопросы
      • Лечение
        • Бесплодие
          • Лечение бесплодия
          • Женское бесплодие
          • Лечение женского бесплодия
        • Сахарный диабет
        • Простуда
        • Геморрой
        • Гайморит
        • Герпес
        • Молочница
        • Цистит
        • Грипп
        • Ветрянка
        • Как бросить курить
        • Депрессия
      • Энциклопедия
        • Питание
          • Правильное питание
          • Полезные диеты
          • Практические рекомендации
          • Витамины
          • Макро- и микроэлементы
          • Аминокислоты
          • Жиры
          • Фрукты, ягоды, орехи
          • Овощи, грибы, бобовые
          • Крупы, макароны, хлеб
          • Травы и растения
        • Наш организм
          • Аборт
          • Похудение
            • Основы похудения
            • Диеты для похудения
          • Внутренние органы
          • Части тела
          • УЗИ
        • Инструменты
        • Новости и сюжеты
      • Статьи
        • Питание
          • Диеты
          • Вегетарианство и сыроедение
          • Правильное питание
          • Натуральные продукты
        • Образ жизни
          • Сон
          • Стрессы
          • Фитнес
          • Мышление
          • Духовность
        • Окружающая среда
          • Экология
          • Климат
          • Атмосфера
        • Профилактика
          • БАД
          • Закаливание
        • Наш организм
          • Анатомия
          • Физиология
          • Психология
        • Оздоровление
          • Болезни
          • Лечение
          • Лекарства
          • Аппараты
        • Медицина
          • Восточная
          • Народная
          • Западная
      • Врачи и клиники
        • Врачи
        • Косметические улучшения
        • Массаж
        • Оздоровление
        • Отдых
        • Профилактика
        • Психическое здоровье
        • Салоны
        • Спа
        • Спорт
        • Товары
        • Услуги
        • Уход за глазами
        • Уход за зубами
        • Фитнес
        • Холизм
      • Сообщество

      Обмен веществ клетки — Знаешь как

      Содержание статьи

      Общие закономерности и ферментативный характер процессов клеточного метаболизма. В клетках ежеминутно с большой скоростью совершается множество химических реакций, совокупность которых составляет обмен веществ, или метаболизм. Процессы метаболизма тонко согласованы друг с другом, протекают в определенной последовательности, тщательно регулируются. Совокупность реакций биосинтеза, требующих затрат энергии, называют анаболизмом. К анаболическим процессам относятся биосинтезы белков, жиров, липоидов, нуклеиновых кислот, фотосинтез и др. За счет этих реакций происходит усложнение молекулярных компонентов клеток — промежуточные вещества превращаются в строительные блоки, а последние — в макромолекулы.

      Анаболизм создает основу для непрерывного обновления износившихся структур, для поддержания их высокого энергетического уровня.

      Рис. 6. Схема взаимодействия фермента, субстрата и кофакторов (по С. Роузу)

      а — перед началом реакции субстрат, фермент и кофактор сближаются; б — все компоненты ферментативной реакции образуют комплекс, в котором происходит активация молекулы субстрата; в — расщепленная молекула субстрата выходит из активного центра фермента, который готов принять следующую молекулу субстрата.

      Энергия для анаболических процессов поставляется реакциями катаболизма, при которых происходит расщепление молекул сложных органических веществ с освобождением энергии. Основное содержание катаболических реакций составляют процессы гидролиза и биологического окисления сложных органических веществ.

      Конечные продукты катаболизма — вода, двуокись углерода, ряд азотсодержащих соединений — аммиак, мочевина, мочевая кислота и др. — недоступны для дальнейшего биологического окисления в клетке.

      Процессы анаболизма и катаболизма неразрывно связаны. Катаболические процессы осуществляют энергетическое обеспечение анаболических и поставляют для них исходные вещества; анаболические процессы приводят к построению биологических структур, обеспечивающих течение и регуляцию катаболизма, а также поставляют для него изношенные и подлежащие расщеплению макромолекулы.

      Роль ферментов в процессах метаболизма. Все процессы метаболизма катализируются и регулируются ферментами — веществами белковой природы.

      В условиях лаборатории, чтобы активировать ход химической реакции, реагирующие вещества можно нагреть, повысить давление в системе, если реагенты газы, или добавить щелочь или кислоту, изменив величину рН для реакций, идущих в водных растворах.

      Вещества клетки не могут быть подвергнуты подобным воздействиям, так как даже при незначительном изменении величины рН или повышении температуры выше 37° С в ней наступают серьезные изменения, часто приводящие клетку к гибели.

      Ферменты являются теми биологическими катализаторами, которые «запускают» реакции в клетке.

      Ферменты обладают высокой избирательностью: они ускоряют одни реакции и совсем не действуют на другие, хотя и очень близкие процессы. Некоторые ферменты вступают в реакцию и выходят из нее так быстро, что одна молекула фермента может катализировать превращение полумиллиона молекул за одну минуту.

      В живой клетке протекает множество разнообразных реакций. Понятно, что каждая из них катализируется особым ферментом. В большинстве клеток насчитывают свыше двухсот различных ферментов.

      Большинство ферментов активно при температуре от 35 до 40° С, что подтверждает их белковую природу. Для большинства ферментов оптимальная среда близка к нейтральной (рН около 7,0), хотя есть и такие, которые наиболее активны в кислой среде или, напротив, в щелочной. Так, фермент слюны амилаза наиболее активен при рН 9,0 и даже выше, а фермент желудочного сока активен при рН 2—3.

      Так называемые однокомпонентные ферменты представляют собой чистые белки, а двухкомпонентные состоят из белков и небелковых групп — ионов, витаминов, сложных органических соединений.

      Полагают, что фермент, как и любой катализатор, образует временный комплекс с субстратом. При этом высвобождается фермент и образующиеся продукты реакции. Оказывается, истинный комплекс с субстратом образует лишь небольшая часть молекулы фермента, так называемый активный центр, в котором происходит взаимодействие фермента с субстратом, собственно каталитическая реакция.

      При определенной величине рН активный центр фермента приобретает строго определенную конфигурацию, которая соответствует структуре субстрата, поэтому молекула субстрата «плотна» укладывается в него, подобно тому как ключ входит в замок (рис. 6). Под действием межмолекулярных сил происходит связывание субстрата с активным центром фермента и активирование его, что приводит к образованию конечных продуктов. Конечные продукты ферментативной реакции уже не заполняют плотно активный центр фермента и «выпадают» из него. Активный центр таким образом высвобождается для катализа новых реакций.

      Возможен и такой вариант, когда область активного центра фермента не заполняется полностью молекулой субстрата, и тогда для плотной укладки нужны дополнительно другие вещества. Чаще всего ими являются ионы магния и марганца.

      Часто ферменты не способны катализировать реакции без таких дополнительных веществ — активаторов, или коферментов. Иногда кофермент связывается с ферментом так, что их невозможно разделить; тогда кофермент называют простетической группой фермента. И коферменты, и простетические группы выполняют одну и ту же функцию: способствуют связыванию субстрата ферментом.

      К настоящему времени известно около 1000 различных ферментов. Строение и механизм действия многих из них изучены. Поэтому классификация ферментов основывается на названиях субстратов (веществ, которые подвергаются их воздействию) и на типах катализируемых ими химических реакций (табл. 3).

       Таблица 3

      Классификация ферментов

      Названия классовКатализируемые реакцииПримеры
      Оксидоредуктазы

       

       

      Трансферазы

       

      Гидролазы

      Окислительно-восстановительные процессы

      Перенос функциональных групп

      Гидролиз

      Каталаза (ускоряет разложение перекиси водорода)

      Лактатдегидрогенеза (при участии НАД окисляет молочную кислоту до пировиноградной)

      Глюкокиназа (переносит остаток фосфорной кислоты с АТФ на глюкозу)

      Рибонуклеаза (переносит фосфатные группы нуклеотидов на воду, что вызывает деполимеризацию РНК)

      Аминотрансферазы (переносят аминогруппы с аминокислот на оксикислоты)

      Липаза (отщепляет остатки жирных кислот от молекул жиров)

      Пепсин, трипсин (специфически гидролизуют пептиды)

      АТФ-аза (гидролитически отщепляет остатки фосфорной кислоты от молекул АТФ)

      Дезоксирибонуклеаза (вызывает

      гидролитическую деполимеризацию ДНК)

      Амилиза (гидролизует крахмал гликоген)

      Продолжение табл. 8

      Названия классовКатализируемые реакцииПримеры
      Лиазы

      Иэомеразы

      Лигазы (синтета-зы)

      Негидролитическое расщепление с образованием двойных связей

      Изомеризация

      Синтетические процессы за счет АТФ

      Карбонатгидролиаза (расщепляет угольную кислоту на двуокись углерода и воду)

      Пируватдекарбоксилаза (отщепляет двуокись углерода от пиро-виноградной кислоты)

      Цистеиндесульфгидраза (при участии воды отщепляет от цистеина аммиак и сероводород)

      Триозофосфатизомераза (превращает фосфат глицеринового альдегида в диоксиацетонфосфат)

      Синтетазы комплексов аминокислоты — РНК

      Пируваткарбоксилаза (присоединяет двуокись углерода к пировиноградной кислоте)

      АТФ

      Анаболические и катаболические процессы не могут осуществляться друг без друга. Их сопряжение обеспечивается благодаря участию АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты)—единого и универсального аккумулятора энергии в клетке.

      Основу структуры АТФ составляет адениновый нуклеотид (рис. 7). В состав АТФ входят азотистое основание (аденин), сахар (рибоза) и фосфорная кислота. В отличие от обычных нуклеотидов у АТФ вместо одного остатка фосфорной кислоты их содержится три.

      Рис. 7. Структура АТФ.

      Под влиянием фермента АТФ-азы в молекуле АТФ разрываются связи между Р и О и присоединяется одна (а иногда две) молекула воды. Это сопровождается отщеплением одной (а иногда и двух) молекулы фосфорной кислоты. Если отделяется одна молекула фосфорной кислоты, то образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ). Если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ переходит в аденозинмонофосфорную кислоту (АМФ). Так как запас АТФ в клетке ограничен, то сразу же после распада АТФ происходит ее ресинтез.

      Гидролиз каждой из двух концевых фосфатных групп протекает с выделением 33 520 Дж, тогда как при отщеплении третьего остатка образуется только 12 570 Дж.

      Вследствие этого две концевые фосфатные связи в молекуле АТФ получили название богатых энергией связей или макроэргических. В биохимии макроэргические связи обозначаются знаком ~. Поэтому схематически молекулу АТФ можно изобразить так:

      Благодаря макроэргическим фосфатным связям АТФ живая клетка обладает удобной формой хранения энергии, а в случае необходимости эта энергия быстро высвобождается и используется для жизнедеятельности клетки.

      Поступление в клетку и гидролиз пищевых веществ. Строение и функции мембран. Поступление в клетку пищевых веществ— необходимое условие осуществления метаболизма. Вещества поступают в клетку через наружную плазматическую мембрану. Чтобы понять функции мембран, надо познакомиться с их химическим составом и строением.

      Как показали многочисленные электронно-микроскопические исследования, мембраны клеток трехслойные (рис. 8).Наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, расположенных в один ряд. Средний слой образован двумя рядами молекул липидов. Белки и липиды мембраны образуют своеобразные белково-липидные комплексы.

      Гидрофобные радикалы липидов обращены друг к другу, а гидрофильные — к молекулам белков.

      Толщина клеточной мембраны (в зависимости от метода фиксации) 75 — 95 Å.

      Молекулы воды свободно проходят через мембраны, вероятно, через поры, выстланные полярными группами. Обмен воды между клеткой и средой зависит только от разности концентраций между ними. На поглощение или удаление воды клетка не затрачивает энергии, перенос воды через мембрану поэтому называют пассивным.

      Рис. 8. Схема молекулярной организации цитоплазматической мембраны:

      1— бимолекулярный слой липидов; 2 — мономолекулярные слои белка; — пора

      Известно, что по законам осмоса через мембраны движется только вода, а за счет электростатических сил — ионы хлора (они связаны со многими катионами и следуют за ними). Транспорт аминокислот, глюкозы, катионов и других веществ совершается через мембраны избирательно, с затратой энергии АТФ и с использованием специальных переносчиков. Такой способ переноса веществ через мембраны наиболее распространен, его называют активным транспортом. Активный транспорт одними и теми же мембранами различных веществ объясняют разнородностью мембран с наличием в них участков, избирательно пропускающих определенные вещества.

      Проникновение через мембрану мелких частиц или ионов не сопровождается ее значительными анатомическими изменениями. Иначе попадают в клетку крупные пищевые частицы.

      С активной деятельностью цитоплазматической мембраны связаны явления фагоцитоза и пиноцитоза.

      Фагоцитоз был открыт И. И. Мечниковым. Суть его — в активном поглощении клеткой относительно крупных частиц. Клетки-фагоциты способны образовывать выпячивания в форме ложноножек, которые обволакивают частицу со всех сторон, и она сначала прикрепляется к наружной мембране клетки, а затем погружается в цитоплазму в «мембранной упаковке». В цитоплазме под влиянием ферментов происходит переваривание и обезвреживание захваченных частиц.

      Функцией фагоцитоза у человека обладают лейкоциты, а также клетки-макрофаги лимфатических узлов, селезенки, ретикулярные клетки костного мозга, остеокласты костной ткани. Эти клетки способны захватывать и обезвреживать бактерий, простейших и др.

      С фагоцитозом сходен пиноцитоз, при котором через мембрану транспортируются макромолекулярные вещества из водного раствора. Суть пиноцитоза заключается в следующем: некоторые вещества в тканевой жидкости, соприкасаясь с поверхностью клеточной мембраны, оседают на ней (адсорбируются) и тем самым изменяют поверхностное натяжение определенного участка мембраны. Участок мембраны с адсорбированными на нем веществами втягивается внутрь клетки и отшнуровывается. Так адсорбированные вещества оказываются внутри клетки. Целостность мембраны очень быстро восстанавливается.

      Попавшие в клетку путем фаго- или пиноцитоза вещества в «мембранной упаковке» поступают в «пищеварительный аппарат» клетки — лизосому, которая представляет собой мембранный мешок, заполненный пищеварительными ферментами. Лизосомы относят к числу универсальных органоидов цитоплазмы. Это небольшие образования длиной 1—3 мкм, округлой формы; их мембрана имеет типичное трехслойное строение. Ферменты, содержащиеся в лизосомах, способны расщеплять (греч. lysis — растворение) белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Кроме того, за счет ферментов лизосом могут перевариваться при отмирании отдельные структуры клетки, а также целые отмершие клетки.

      Особенно богаты лизосомами зернистые лейкоциты (их зернистость не что иное, как скопление лизосом), остеокласты (клетки, обеспечивающие перестройку костной ткани). Именно лизосомам принадлежит решающая роль в формировании функции этих клеток.

      В лизосомах происходит первый, подготовительный этап катаболизма. Макромолекулы белков, нуклеиновых кислот, липидов под действием гидролитических ферментов расщепляются на «строительные блоки» (аминокислоты, глюкоза, нуклеотиды), глицерин и жирные кислоты. Некоторое количество энергии, которое при этом освобождается, не используется клеткой и рассеивается.

      У многоклеточных животных и человека этот этап метаболизма совершается в основном вне клеток — в органах пищеварения.

      Поступившие из лизосом или через наружную мембрану продукты гидролитического расщепления пищевых веществ различными путями перемещаются по цитоплазме, чаще всего они попадают на ферментные системы или в каналы эндоплазматической сети.

      Эндоплазматическая сеть открыта сравнительно недавно (1945—1946) с помощью электронного микроскопа. Она представляет собой сложную систему канальцев и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны эндоплазматической сети имеют типичную трехслойную структуру, такую же, как и наружная мембрана клетки.

      Во многих клетках на наружной поверхности мембраны эндоплазматической сети располагаются многочисленные гранулы. Это рибосомы. Есть участки эндоплазматической сети, где рибосом нет. В связи с этим различают два типа эндоплазматической сети: гладкую и шероховатую, или гранулярную.

      На мембранах эндоплазматической сети расположены ферментные системы, осуществляющие как биологическое окисление и гидролиз поступивших в клетку веществ, так и синтез специальных макромолекул.

      Шероховатая эндоплазматическая сеть особенного развития достигает в клетках растущего организма, а также в нервных клетках, клетках, синтезирующих гормоны, ферменты пищеварительных соков. Определенно установлено, что гранулярная эндоплазматическая сеть принимает активное участие в синтезе белков. Этому способствуют располагающиеся здесь рибосомы, высокая концентрация необходимых для синтеза белков рибонуклеиновых кислот и ферментов, катализирующих деятельность всей системы, синтезирующей белок.

      Гладкая эндоплазматическая сеть особо развита в клетках, синтезирующих гликоген и липиды (клетки сальных желез, клетки печени). Ферментные системы гладкой эндоплазматической сети осуществляют анаэробный гликолиз и синтез АТФ, синтез углеводов, жиров и жироподобных веществ, а также транспорт углеводов и жиров в полость цистерн, каналов и далее в систему комплекса Гольджи.

      Структурно-функциональная организация биологических окислительных процессов

      Энергию для анаболических процессов и различных проявлений физиологической активности в животных клетках поставляют биологические окислительные процессы, которые носят многоступенчатый характер. На каждом этапе происходит аккумулирование энергии в молекулах АТФ. Биологическое окисление — основное звено катаболизма — можно подразделить на неполное и полное. Для примера рассмотрим неполное окисление глюкозы (гликолиз). Гликолиз происходит без участия свободного кислорода, поэтому относится к анаэробным процессам.

      Реакции гликолиза направляются группой из 11 ферментов, расположенных на мембранах эндоплазматической сети. Попав на первый фермент, глюкоза активируется за счет реакции с АТФ. Продукт этой реакции — глюкозо-6-фосфат — поступает на следующий фермент и т. д. С последнего фермента сходит конечный продукт гликолиза — молочная кислота, а с ряда промежуточных— молекулы АТФ, в которых накопилась энергия неполного окисления. Фактически гликолиз объединяет три группы процессов, в результате которых происходит: 1) разрушение углеродного скелета глюкозы; 2) перемещение остатков фосфорной кислоты из цитоплазмы к промежуточным продуктам гликолиза и, наконец, к АТФ; 3) собственно окислительно-восстановительные реакции — перенос водорода (электронов) от одних промежуточных продуктов к другим.

      Молочная кислота — конечный продукт гликолиза — в анаэробных условиях выделяется через мембрану клетки наружу. Когда мышечные клетки высших организмов действуют в условиях перегрузки и вынуждены функционировать в анаэробных условиях, большое количество молочной кислоты поступает в кровь. В печени она вновь превращается в глюкозу. Избыток молочной кислоты в мышцах изменяет величину рН и субъективно воспринимается как их утомление.

      В клетках неполному окислению подвергается не только глюкоза, но и глицерин, жирные кислоты, аминокислоты и другие вещества. Один из продуктов этого превращения — пировиноградная кислота (она же предпоследний продукт гликолиза).

      В процессе гликолиза освобождается только 5% того количества энергии, которое можно получить от системы глюкоза — кислород. У конечного продукта гликолиза — молочной кислоты— запас химической энергии еще чрезвычайно велик. Дальнейшее извлечение этой энергии происходит при полном, или кислородном, окислении, которое приводит к образованию конечных, энергетически обесцененных продуктов — двуокиси углерода и воды, а также сопровождается синтезом большого количества АТФ.

      Полное окисление осуществляется в «энергетических станциях» клетки — митохондриях.

      Митохондрии — это обязательные органоиды каждой клетки. Число их в клетке различно: от 2—3 до нескольких тысяч. Это зависит от функционального состояния клетки. Такпри относительном покое в печеночной клетке насчитывают около 900 митохондрий. Прием пищи, вызывающий усиление желчеобразования и желчевыделения, приводит к увеличению числа митохондрий в клетках печени в 1,5—2 раза.

      По форме митохондрии могут быть округлыми, овальными, удлиненными, палочковидными или нитевидными., Изменение формы митохондрий происходит при изменении осмотического давления, температуры, рН среды и других воздействиях на клетку.

      Электронная микроскопия позволила увидеть сложную структуру митохондрий. Оказалось, митохондрия содержит двухслойную белково-липоидную мембрану, имеющую такое же строение, как и клеточная мембрана. Под внешней мембраной митохондрий располагается внутренняя, которая также имеет типичное строение (рис. 9).

      Внутренняя мембрана образует выросты, направленные внутрь митохондрии. Эти выросты называют гребнями или кристами. Кристы увеличивают поверхность митохондрий, что имеет большое значение для направленного осуществления многочисленных химических процессов.

      Рис. 9. Схема строения митохондрии:

      1 — внешняя мембрана митохондрии; 2 — внутренняя мембрана; — складки внутренней мембраны, или кристы; — матрикс

      Внутреннее пространство митохондрии, в котором располагаются кристы, заполнено матриксоль.

      В составе митохондрий обнаружены белки, липиды и нуклеиновые кислоты, в том числе и ДМК. В митохондриях содержится большое количество ферментов, прижимающих активное участие в энергетическом обмене клетки.

      Наружная мембрана в значительной степени проницаема для многих растворимых низкомолекулярных соединений. Во внутреннюю мембрану «встроены» ферментные системы переноса электронов и синтеза АТФ. Внутрь митохондрии непрерывно поступают порции АДФ и промежуточных продуктов биологического окисления. Специальные ферменты-переносчики осуществляют пере движение через митохондриальную мембрану синтезированных молекул АТФ.

      Митохондрии расположены в клетке вблизи историков «метаболического топлива» или по соседству от структур, нуждающихся в АТФ. Так, в эпителиальных клетках митохондрии располагаются по направлению движения секрета, для образования которого требуется АТФ. В активна функционирующих мышечных клетках они ориентированы вдоль миофибрилл. Вместе с тем иногда они накапливаются возле жировых включений, используемых как «метаболическое топливо».

      Кроме биологического окисления, митохондрии осуществляют разнообразную синтетическую деятельность — в них происходит синтез белков, липидов, углеводов. Имеются данные, указывающие на синтез в митохондриях белков и собственных ДНК, на их генетическую преемственность.

      Процессы биологического окисления регулируются как единая система реакций. Избыток АТФ замедляет скорость гликолиза: повышение концентрации АТФ угнетает активность регулятор-

      ного фермента гликолитического конвейера — фосфофруктокиназы. Вместе с тем избыточная концентрация АДФ стимулирует активность не только этого фермента гликолиза, но и деятельность митохондрий.

      Структурно-функциональная организация анаболических процессов. Биосинтез белков. Синтетические процессы в клетке осуществляются на ферментных системах мембран эндоплазматической сети.

      Благодаря локализации ферментных систем на мембранах создаются оптимальные условия для активации и торможения процессов синтеза того или иного вещества, обеспечивается высокая скорость процесса.

      В каждой клетке тела животных и растений имеются тысячи различных белков. Синтез белков является самым важным процессом во всей синтетической деятельности клетки. Растущий организм синтезирует белки с большой скоростью. Синтез белков продолжается и после того, как организм перестает расти. Особенно это выражено в клетках специализированных, например пищеварительных желез, синтезирующих белки — ферменты (пепсин, амилаза и др.), или желез внутренней секреции, синтезирующих гормоны, многие из которых являются белками.

      Открытие механизма синтеза белков — одно из величайших достижений научного прогресса, не уступающее по своему значению установлению делимости атома в физике.

      Белковые цепи построены из сочетаний 20 различных видов аминокислот, связанных друг с другом в уникальной, неповторяющейся последовательности. В цепи каждое аминокислотное звено имеет определенное место. Если распределение аминокислот меняется, то белок теряет свою физиологическую активность или она нарушается.

      Основная роль в биосинтезе белков принадлежит нуклеиновым кислотам (ДНК и РНК). ДНК хромосом содержит информацию, необходимую для программирования синтеза всей совокупности специфических белков данного организма. Именно ДНК переносит наследственную информацию от родительской клетки к дочерней.

      Запись информации возможна только при наличии кода, состоящего из отдельных «символов». Такими «символами» в молекуле ДНК являются нуклеотиды. В гигантской молекуле ДНК, состоящей из нескольких тысяч последовательно расположенных нуклеотидов, закодирована, зашифрована запись структур ряда молекул белка. Длинная нитевидная молекула ДНК состоит из ряда следующих друг за другом участков. Каждый из них содержит информацию о структуре какого-либо одного белка.

      Вспомните азбуку Морзе. В коде Морзе всего два знака (точка, тире). Каждой букве соответствует определенная комбинация точек и тире. Нечто подобное можно видеть и в молекуле

      ДНК. Здесь роль кодовых знаков или символов выполняют четыре вида нуклеотидов, многократно повторяющиеся в полинуклеотидной цепи ДНК. Нуклеотиды, как уже говорилось, обозначают начальными буквами названий азотистых оснований: аденина А, тимина Т, гуанина Г и цитозина Ц.

      При синтезе белков информация должна содержать данные об аминокислотах, входящих в данный белок, и о порядке их расположения в полипептидных цепях. В белках обнаружено свыше 20 аминокислот, и, следовательно, каждая из них должна быть закодирована в молекуле ДНК определенным сочетанием последовательно расположенных нуклеотидов. Оказалось, каждой аминокислоте соответствует участок ДНК из трех рядом стоящих нуклеотидов. Так, фрагмент А — Ц — Ц соответствует аминокислоте триптофану, участок Т — А — Ц — метионину и т. д.

      Таким образом, кодовая группа для каждой из 20 аминокислот состоит из трех нуклеотидов (триплет) (AAA, ГЦГ, ТГА и т. п.). Последовательность расположения аминокислот в структуре белка кодируется на ДНК последовательностью расположения триплетов.

      Таких триплетов может быть 64 (это число возможных сочетаний из четырех нуклеотидов по 3).

      Итак, ДНК представляет собой основной генетический материал клетки и в конечном счете «отвечает» за белковый синтез.

      Но ДНК находится в клеточном ядре, а биосинтез белка происходит в основном в цитоплазме, в мелких структурах ее — рибосомах.

      Рибосомы клеток очень малы, имеют округлую форму, их диаметр 150—350 Å. Их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

      Большинство рибосом располагается, как сказано выше, на мембранах шероховатой эндоплазматической сети (клетки печени, поджелудочной железы). В клетках, где шероховатая эндоплазматическая сеть развита слабо, рибосомы свободно располагаются в основном веществе цитоплазмы. Значительное количество свободных рибосом обнаруживается в недифференцированных эмбриональных клетках. Есть рибосомы и в клеточном ядре.

      Рибосомы — глобулярные образования, в состав которых входят белок и высокополимерная рибосомальная РНК.

      Каким же образом информация передается рибосомам? Это совершается с помощью информационной РНК. Последовательность нуклеотидов в и-РНК отражает структуру одного из участков ДНК. В этом случае говорят, что информация о структуре белков, содержащаяся в молекуле ДНК, как бы переписывается на и-РНК- Этот процесс называют транскрипцией (лат. transcriptio — переписывание).

      Молекулы и-РНК транспортируются в рибосомы, где как на матрице происходит сборка белковой молекулы из аминокислот, находящихся в цитоплазме.

      В синтезе белков принимают участие различные системы живой клетки. Аминокислоты, идущие на построение белков, вначале активируются в процессе взаимодействия с АТФ, при участии специфичных ферментов.

      Активированные аминокислоты переносятся на молекулы растворимых (транспортных) РНК. Для разных видов аминокислот существуют свои т-РНК. Аминокислота присоединяется к т-РНК посредством макроэргической (богатой энергией) связи.

      На следующем этапе синтеза активированные аминокислоты переносятся на синтезирующие участки рибосом и т-РНК освобождаются. т-РНК работают подобно челноку, принося активированные аминокислоты в рибосомы и затем покидая их.

      т-РНК не только приносят в рибосомы активированные аминокислоты, но и приводят их в контакт с цепочкой и-РНК, где каждая аминокислота «узнается» и удерживается в определенном положении с помощью группировки из трех азотистых оснований. Если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным триплету и-РHK (находящемуся в данный момент в рибосоме), то аминокислота попадает точно в место сборки белка. Аминокислота высвобождается от т-РНК и включается в состав молекулы белка.

      Свободная от аминокислоты т-РНК поступает из рибосомы в цитоплазму. Здесь т-РНК снова подхватывает аминокислоту и вновь направляется в одну из рибосом.

      К рибосомам из основного вещества цитоплазмы непрерывно поступают с помощью транспортной РНК аминокислоты, из которых синтезируются белковые молекулы.

      В рибосомах, находящихся в ядре, происходит синтез ядерных белков.

      Молекулы белка, синтезированные на рибосомах, транспортируются по каналам эндоплазматической сети.

      Наиболее активная фоль в синтезе белка принадлежит рибосомам, связанным с мембранами эндоплазматической сети. Видимо, эти органоиды представляют связанный друг с другом аппарат синтеза и транспорта белка, продуцируемого клеткой.

      Через биосинтез белков осуществляется генетический контроль всех метаболических процессов клетки. Содержащаяся в ДНК наследственная информация реализуется в структурах белков-ферментов и определяет их специфичность, а следовательно, и характер направляемых ими процессов.

      Биосинтез белков — процесс, который тщательно регулируется на уровнях транскрипции и трансляции.

      Не все молекулы ДНК одновременно участвуют в синтезе белка. Активно функционируют лишь отдельные участки хромосом — пуфы. При образовании пуфа в нуклеопротеидном комплексе ослабевают связи между ДНК и гистонами, осуществляется местная редупликация ДНК, синтез и-РНК, белков и компонентов рибосом.

      Комплекс пуфов соответствует набору активных генов. Порядок работы пуфов запрограммирован в генотипе и регулируется системой обратных связей: накопление продуктов деятельности одного пуфа активизирует образование другого.

      Продукты биосинтеза накапливаются в клетке в форме включений, капель, вакуолей, кристаллов, гранул. Они непостоянны, в процессе жизнедеятельности клетки могут то возникать, то исчезать.

      Многие из включений представляют собой запасные питательные вещества. Таковы капельки жира в клетках подкожной жировой клетчатки животных и человека, клетках печени рыб, цитоплазме инфузорий. В клетках печени, в цитоплазме мышечных волокон содержатся большие скопления гликогена в виде глыбок или зерен.

      Белковые включения встречаются в клетках реже, главным образом в цитоплазме яйцеклеток.

      К включениям относят и некоторые пигменты клеток, в том числе гемоглобин — дыхательный пигмент, содержащийся в цитоплазме эритроцитов в диффузном состоянии.

      Важную роль в образовании включений, в секреторной и синтетической деятельности клеток выполняет один из важнейших органоидов — комплекс Гольджи, который встречается во всех животных и растительных клетках. Во многих клетках комплекс Гольджи действительно имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра (нервные клетки). Вообще же строение комплекса Гольджи сильно варьирует не только в отдельных клетках, но даже в одной и той же клетке.

      В комплексе Гольджи образуются вещества, из которых состоят включения цитоплазмы. Они могут быть в виде капелек жира или зерен белка или углеводов, составляющих запасы питательного или пластического материала клеток.

      В секреторных клетках из веществ, поступающих в комплекс Гольджи по каналам эндоплазматической сети, образуются секреторные гранулы. Если секрет гликопротеидной природы, то углеводная часть его молекул синтезируется на мембранах самого аппарата Гольджи.

      Полагают, что из поступающих в полости комплекса Гольджи белков и липоидов формируются белково-липоидные комплексы, используемые клеткой для замены стареющих клеточных мембран, мембранных структур самого комплекса Гольджи, шероховатой и гладкой эндоплазматической сети и других мембранных структур клетки.

      Статья на тему Обмен веществ клетки

      Что такое клеточный метаболизм? (с иллюстрациями)

      Клеточный метаболизм - это общий термин, охватывающий все химические реакции, которые преобразуют энергию или используют энергию внутри клетки. Клетки людей и многих других многоклеточных организмов используют процесс аэробного дыхания для преобразования пищи в энергию. Растения и некоторые микроорганизмы осуществляют процесс фотосинтеза. Другие организмы используют анаэробное дыхание или ферментацию, типы клеточного метаболизма, которые не требуют кислорода.

      Фотосинтез - это процесс, который растения используют для преобразования солнечного света в углеводы для питания.

      В метаболизме клеток происходят два типа химических реакций: катаболические реакции и анаболические реакции. Катаболические реакции производят энергию для использования клеткой, в то время как анаболические реакции требуют энергии для создания молекул, которые необходимы клетке для продолжения функционирования. Клетки хранят энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ), который создается в результате катаболических реакций и используется в анаболических реакциях.

      Глюкоза расщепляется с образованием энергии при гликолизе.

      Аэробное дыхание разрушает органические источники углерода, такие как углеводы, белки и жиры. Во-первых, в процессе гликолиза молекула глюкозы - сахара с шестью атомами углерода - расщепляется на две молекулы пирувата, две молекулы восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и две молекулы АТФ.Цикл Креба, также называемый циклом лимонной кислоты (CAC) или циклом трикарбоновой кислоты (TCA), дополнительно расщепляет пируват, созданный во время гликолиза, на двуокись углерода и воду, создавая в процессе еще две молекулы АТФ. Механизм, называемый цепочкой переноса электронов, переносит атомы водорода от НАДН к кислороду. Этот перенос высвобождает энергию, которая используется для создания еще 34 молекул АТФ.

      Гликолиз и цикл Креба при анаэробном дыхании протекают так же, как и при аэробном дыхании.Однако в цепи переноса электронов неорганические молекулы - молекулы, не содержащие углерода - используются в качестве акцептора электронов вместо кислорода. Тип используемой неорганической молекулы зависит от организма. Например, некоторые организмы используют серосодержащие соединения, а некоторые - азотсодержащие соединения. Анаэробное дыхание производит в общей сложности 36 молекул АТФ, по сравнению с 38 молекулами при аэробном дыхании.

      Ферментация - это еще одна форма анаэробного метаболизма, но, в отличие от анаэробного дыхания, она не включает цепь переноса электронов или цикл Креба.Гликолиз разрушает органические молекулы с образованием энергии. Поскольку гликолиз - единственная реакция, происходящая при ферментации, она производит только две молекулы АТФ на молекулу глюкозы.

      Растения и некоторые микроорганизмы, все из которых классифицируются как фотоавтотрофы, получают энергию за счет формы клеточного метаболизма, называемой фотосинтезом, а не дыханием.Фотоавтотрофы получают энергию от света и преобразуют ее в химическую энергию в виде АТФ. Затем клетки используют АТФ для преобразования углекислого газа в глюкозу и другие питательные вещества, в которых нуждается организм.

      Клетки питаются от АТФ, который в основном синтезируется митохондриями..

      Клеточный метаболизм - определение клеточного метаболизма по The Free Dictionary

      метаболизм метаболизм

      stofskifte

      aineenvaihdunta

      Metabizam

      0003

      0003

      0003

      0003

      대사

      ämnesomsättning

      เผา ผลาญ อาหาร

      quá trình trao đổi chất

      Collins Spanish Dictionary, 2005 © Collabridged William, 8Ltd. 1971, 1988 © HarperCollins Publishers 1992, 1993, 1996, 1997, 2000, 2003, 2005

      Английский / французский электронный ресурс Collins. © HarperCollins Publishers, 2005

      Немецкий словарь Коллинза - полное и несокращенное 7-е издание, 2005 г. © William Collins Sons & Co. Ltd. 1980 © HarperCollins Publishers 1991, 1997, 1999, 2004, 2005, 2007

      Итальянский словарь Collins, 1-е издание © HarperCollins Издатели 1995

      метаболизм

      → عملية الأيض metabolismus stofskifte Stoffwechsel μεταβολισμός metabolismo aineenvaihdunta métabolisme metabolizam metabolismo 代謝 신진 대사 metabolisme stoffskifte metabolizm metabolismo обмен веществ ämnesomsättning กระบวนการ เผา ผลาญ อาหาร metabolizma ква Трин ТРАО đổi chất 新陈代谢

      Multilingual Translator © HarperCollins Publishers 2009

      меня · tab · o · lism

      n. метаболизма, сума де лос cambios fisicoquímicos que tienen efecto a континуасион дель processso digestivo;

      конструктив ___ → анаболизм, asimilación;

      деструктивный ___ → ___ деструктивный, катаболизм;

      базальный ___ → ___ базальный, el nivel más bajo del gasto de energía;

      белок ___ → ___ протеин, пищеварение протеина и конверсия протеина в аминокислотах.

      Англо-испанский медицинский словарь © Farlex 2012

      метаболизм

      n метаболизм; базальный - метаболизм базальный

      Англо-испанский / испанско-английский медицинский словарь Авторские права © 2006 McGraw-Hill Companies, Inc.Все права защищены.

      .

      Новости клеточного метаболизма и последние обновления

      Метаболизм - это набор химических реакций, которые происходят в живых организмах для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и воспроизводиться, поддерживать свои структуры и реагировать на окружающую среду. Метаболизм обычно делится на две категории. Катаболизм разрушает органические вещества, например, для сбора энергии клеточного дыхания. Анаболизм, с другой стороны, использует энергию для создания компонентов клетки, таких как белки и нуклеиновые кислоты.

      Химические реакции метаболизма организованы в метаболические пути, в которых одно химическое вещество преобразуется в другое с помощью последовательности ферментов. Ферменты имеют решающее значение для метаболизма, потому что они позволяют организмам проводить желательные, но термодинамически неблагоприятные реакции, связывая их с благоприятными, и потому что они действуют как катализаторы, позволяющие этим реакциям протекать быстро и эффективно. Ферменты также позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения в клеточной среде или сигналы от других клеток.

      Метаболизм организма определяет, какие вещества он сочтет питательными, а какие - ядовитыми. Например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве питательного вещества, но этот газ ядовит для животных. Скорость метаболизма, скорость обмена веществ также влияет на то, сколько пищи потребуется организму.

      Поразительной особенностью метаболизма является сходство основных метаболических путей даже между совершенно разными видами. Например, набор карбоновых кислот, которые наиболее известны как промежуточные соединения в цикле лимонной кислоты, присутствуют во всех организмах и встречаются у таких разнообразных видов, как одноклеточные бактерии Escherichia coli и огромные многоклеточные организмы, такие как слоны.Эти поразительные сходства в метаболизме, скорее всего, являются результатом высокой эффективности этих путей и их раннего появления в истории эволюции.

      .

      Клеточный метаболизм | Институт Слоана Кеттеринга

      Члены Центра метаболизма рака Дональда Б. и Кэтрин К. Маррон

      Ядро Cell Metabolism является частью Центра метаболизма рака Дональда Б. и Кэтрин К. Маррон и помогает исследователям охарактеризовать биологические системы путем прямого измерения низкомолекулярных компонентов. Наши основные направления деятельности - метаболизм раковых клеток и понимание взаимодействия микробиома хозяина и кишечника.

      Мы используем ряд дополнительных аналитических платформ ГХ-МС и ЖХ-МС и помогаем исследователям проводить исследования, начиная со стадии разработки эксперимента, путем сбора данных, анализа и интерпретации данных. Мы также предоставляем доступ к технологиям, не связанным с МС, для измерения потребления питательных веществ и кислорода.

      Технологии

      Потребление питательных веществ

      Наш ферментный анализатор YSI 7000 измеряет уровни глюкозы, глутамина и лактата в средах для культивирования клеток и используется для определения уровней потребления клеточных питательных веществ.

      Потребление кислорода

      Анализаторы внеклеточного потока Seahorse XFe96 и XFp доступны для измерения потребления кислорода и внеклеточного подкисления.

      Рост и жизнеспособность клеток

      ACEA xCELLigence MP обеспечивает измерение пролиферации и жизнеспособности клеток в реальном времени. Также доступна камера гипоксии для поддержания клеток с низким содержанием кислорода.

      Подготовка проб

      Доступны различные инструменты и протоколы для гомогенизации экстракции метаболитов и липидов из клеток, сред для культивирования клеток, тканей, сыворотки / плазмы, мочи и фекалий.Прибор Gerstel MPS используется для автоматизации химических производных.

      Газовая хроматография-масс-спектрометрия - целевое значение

      2 Системы ГХ-МС Agilent с масс-селективными детекторами 5975 используются для измерения дериватизированных органических кислот, аминокислот, метиловых эфиров жирных кислот и жирных кислот с короткой цепью путем относительного и абсолютного количественного определения, а также с использованием ионизации ЭУ и ХИ.

      Жидкостная хроматография – масс-спектрометрия - целевое значение

      В лаборатории используются приборы Agilent 6230 Time-of-Flight (TOF) и 6545 Q-TOF LC-MS для относительного количественного определения полярных метаболитов из клеток, плазмы и экстрактов тканей.Специальные хроматографические методы используются для различных химических классов метаболитов, включая методы с обращенной фазой, HILIC и методы ионных пар. Наш тройной квадрупольный ЖХ-МС Thermo Vantage используется для целевого количественного определения метаболитов, включая определение профиля ацил-КоА, циклических нуклеотидов и модифицированных оснований ДНК.

      Ненаправленное профилирование метаболитов

      Наши приборы Agilent 6550 LC Q-TOF и Agilent 7200 GC Q-TOF используются для профилирования микробиома и липидомных метаболитов.Мы используем рабочие процессы рекурсивного поиска функций и многомерные статистические стратегии при анализе больших наборов данных метаболомики. Мы также интегрируем данные из других технологий «атомного масштаба», такие как данные об экспрессии генов и рибосомное профилирование 16S микробных сообществ, чтобы генерировать гипотезы и информировать о будущих целевых экспериментах.

      Изотопы и измерения потоков

      Эксперименты по отслеживанию стабильных изотопов с использованием трассировки стабильных изотопов 13 C, 2 H и 15 N, локальные расчеты потоков и анализ IROA проводятся на совместной основе.

      Аналитическая фармакология

      Наш AB SCIEX API 4000 с ВЭЖХ Shimadzu, флуоресценцией и УФ-детектированием используется для целевого количественного определения низкомолекулярных фармацевтических препаратов. Мы генерируем подтверждающие данные для стадий I / II клинических испытаний, включая исследования DMPK, идентификацию метаболитов лекарств и исследования биодоступности.

      .

      клеток-метаболизм - английское определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры

      Без мРНК, которая является матрицей для синтеза белка, клеточный метаболизм останавливается и начинается лизис. WikiMatrix WikiMatrix

      Исследование, которое частично финансируется ЕС, опубликовано в октябрьском выпуске Cell Metabolism . Кордис Кордис

      Активирует метаболизм клеток и уменьшает морщины и складки. Обычное сканирование Обычное сканирование

      Остальная часть главы представляет собой обсуждение принципов, по которым работает клеточный метаболизм .WikiMatrix WikiMatrix

      Я открыл (нет, не я: моя команда) функцию нуклеотидов сахара в метаболизме клеток . WikiMatrix WikiMatrix

      Активность каталазы сильно индуцировалась (более чем 10-кратное увеличение удельной активности), когда клеток метаболизировали эндогенного липида. Гига-френ Гига-френ

      Исследование клеточного метаболизма мышц делает более понятным патогенез боли при атеросклеротическом сосудистом заболевании.спрингер спрингер

      Работа, которая частично финансируется ЕС, опубликована в журнале Cell Metabolism . Кордис Кордис

      Он улучшает кровообращение в коллагеновых и эластиновых волокнах, активирует метаболизм клеток и укрепляет иммунную систему. Обычное сканирование Обычное сканирование

      В нормальных условиях клетки могут справляться со свободными радикалами, которые образуются во время метаболизма клеток . Кордис Кордис

      Они используют специализированные ферменты, такие как заякоренные в хвосте (TA) белки, чтобы обеспечить хороший метаболизм клеток и клеточную функцию.Кордис Кордис

      Клеточный метаболизм - это процесс, с помощью которого отдельные клетки обрабатывают молекулы питательных веществ. WikiMatrix WikiMatrix

      Стимулирует метаболизма клеток кожи. Обычное сканирование Обычное сканирование

      Нормальная функция хантингтина в клеточном метаболизме также неясна. ЧМК ЧМК

      Эти изменения произошли довольно рано во время инкубационного периода и отражают влияние кантаридина на метаболизм эпидермальных клеток .спрингер спрингер

      Ионы кальция (Ca2 +) играют ключевую роль в клеточном метаболизме и коммуникации. Кордис Кордис

      Модель также подчеркнула решающую роль клеточного метаболизма в метастатическом процессе. Кордис Кордис

      Эти витамины составляют основные вещества кофермента клеточного метаболизма . спрингер спрингер

      Другие клеточные функции - фагоцитоз, увеличение окислительного метаболизма клеток , внутриклеточное уничтожение живых стафилококков - остались неизменными.спрингер спрингер

      Выводы: стероиды играют важную роль в метаболизме клеток , особенно в синтезе белка. спрингер спрингер

      Влияние ROS на метаболизм клеток хорошо задокументировано у различных видов. WikiMatrix WikiMatrix

      Кислород необходим для нормального метаболизма клеток . WikiMatrix WikiMatrix

      Светодиоды увеличивают кровоток, увеличивают метаболизм клеток и увеличивают удаление отходов с обработанных участков тела пользователя.патенты-wipo патенты-wipo

      Эти изменения можно интерпретировать как повреждение клеток - метаболизма , вызванное избыточным отложением железа. спрингер спрингер

      .

      Структурная биохимия / метаболизм - Викиучебники, открытые книги для открытого мира

      Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

      Перейти к навигации Перейти к поиску
      Найдите Структурная биохимия / метаболизм в одном из родственных проектов Викиучебника: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

      Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

      • Если страница была создана здесь недавно, она может еще не отображаться из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
      • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , за исключением первого символа; Пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления сюда к правильному заголовку.
      • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
      .

      Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.