Добавлен: 25.04.2024
Просмотров: 14
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
 | Российский государственный социальный университет |
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Биохимия»
Аэробная стадия превращений углеводов
| ФИО студента | Кравчинский Артем Романович |
| Направление подготовки | Педагогическое образование (Физическая культура) |
| Группа | ПОФ-Б-03.01-Д-2021-1 |
Москва 2022
Оглавление
Введение……………………………………………………………………….3
Основная часть………………………………………………………………...4
Заключение…………………………………………………………………….9
Список литературы…………………………………………………………...10
Введение
Углеводы – это органические соединения, распространенные и в растительном, и в животном мире. Массовая доля углеводов в растениях может достигать 80%, а в организмах животных и доля в пределах от 1 % до 5 %. Основные функции углеводов – энергетическая и структурная. В детализированном виде функции углеводов могут быть представлены так: регуляция обмена белков и жиров; участие в синтезе жизненно важных веществ; снабжение организма витаминами и минералами; участие в реакциях иммунной защиты. Дефицит углеводов в организме истощает запасы гликогена в печени, что может привести к нарушению ее функционирования и отложению жира. Нехватка углеводов, помимо того, приводит к ухудшению общего самочувствия, апатии, низкой работоспособности и выносливости.
Различают группы простых и сложных углеводов. Простые углеводы быстро усваиваются, быстро повышают уровень сахара в крови и имеют высокий гликемический индекс
1: шоколад, сахар, газированные напитки. Злоупотреблением простых углеводов заниматься не стоит. Следует отметить деструктивные функции:
-
Быстрые углеводы истощают поджелудочную железу, вызывая ее работу в ускоренном темпе; -
Вызывают постоянное ощущение голода за счет повышения и последующего резкого понижения глюкозы; -
Способствуют набору избыточной массы тела и ожирению; -
Повышают риск развития сахарного диабета 2 типа, онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний; повышают уровень холестерина. -
Превращаются в жиры при употреблении перед сном.
Сложные же углеводы (медленные) имеют низкий гликемический индекс, содержат нерастворимые волокна, характеризуются постепенным повышением уровня глюкозы в крови и насыщением организма на длительный период времени. Примерами служат картофель, фасоль, перловая крупа, чечевица, рис.
Основная часть
Целесообразно отметить, что особенностью аэробной стадии превращений углеводов является участие в реакции кислорода (O2). Большая часть организмов в биосфере находится в аэробных условиях. Начальные этапы распада углеводов при анаэробном и аэробном дыхании одинаковы и начинаются с образования фосфорных эфиров глюкозы, именно глюкозо-1-фосфата, глюкозо-6-фосфата и фруктозо-1,6-дифосфата. Фосфорилирование глюкозы является необходимым условием как при аэробном распаде углеводов до углекислого газа и воды во время дыхания, так и при распаде углеводов в анаэробных условиях с образованием молочной кислоты и спирта.
Пути аэробного и анаэробного распада углеводов расходятся на стадии образования пировиноградной кислоты в животных тканях или же уксусного альдегида в дрожжевых клетках. Пировиноградная кислота занимает центральное положение в обмене углеводов. Она образуется из глюкозы (после фосфорилирования) или из гликогена (после фосфоролиза) путем нормального гликолиза. В
анаэробных условиях пировиноградная кислота либо распадается в результате прямого декарбоксилирования, как это наблюдается в дрожжах, либо восстанавливается водородом до молочной кислоты, как это происходит в мышцах. Спирт и молочная кислота являются конечными продуктами анаэробного обмена. В аэробных условиях пировиноградная кислота полностью окисляется до углекислого газа и воды.
Соотношение между аэробным и анаэробным распадом углеводов определяется потребностью клеток в энергии. При низкой и средней потребности клеток в АТФ преобладает аэробное окисление, а при высокой потребности в энергии большая часть углеводов превращается в молочную кислоту , т. е. используется в гликолизе.
В настоящее время в реакции выделяется больше не энергетическая, а регуляторная функция. Это связано с тем, что АМФ является мощным активатором ферментов распада углеводов - фосфорилазы и фосфофруктокиназы, участвующих как в анаэробном расщеплении гликогена и глюкозы до молочной кислоты, так и в их аэробном окислении до воды и углекислого газа. Оказалось также, что превращение АМФ в инозиновую кислоту имеет положительное значение для мышечной деятельности. Образующийся в результате дезаминирования аммиак может нейтрализовать молочную кислоту и тем самым предупреждать наступление изменений в миоцитах (мышечных клетках), связанных с ее накоплением (сдвиг pH, изменение конформации белков, снижение активности ферментов). При этом общее содержание адениловых нуклеотидов (АТФ, АДФ, АМФ) в клетках не изменяется, так как инозиновая кислота при взаимодействии с одной из аминокислот - аспарагиновой кислотой снова превращается в АМФ.
При спиртовом брожении в процессе расщепления
одной молекулы глюкозы образуется четыре молекулы АТФ (50 ккал, или 210 кдж). Из них две расходуются на функциональную деятельность и синтез. По расчетам некоторых авторов, при гликолизе и гликогенолизе в богатых энергией фосфорных связях аккумулируется 35—40% всей освобождающейся свободной энергии, остальные 60—65% рассеиваются в виде теплоты. Коэффициент полезного действия клеток, органов, работающих в анаэробных условиях, не превышает 0,4 (в аэробных условия КПД = 0,5). Расчеты произведены на основе на данных, полученных на мышечных экстрактах и дрожжевом соке. В условиях живого организма мышечные клетки, органы и ткани утилизируют энергию, вероятно, значительно больше.
С физиологической точки зрения процесс гликогенолиза и гликолиза имеет исключительно важное значение, особенно когда жизненные процессы осуществляются в условиях недостатка кислорода. Например, при энергичной работе мышц, особенно в первой фазе деятельности, всегда наблюдается разрыв между доставкой кислорода в мышцы и его потребностью. В этом случае начальные энергетические затраты покрываются в значительной степени за счет гликогенолиза. Аналогичные явления наблюдаются при различных патологических состояниях (например, гипоксия мозга).
Кислородное дыхание с энергетической точки зрения, как видно из приведенных расчетов, во много раз эффективнее, чем анаэробный распад углеводов.
С давних пор известно, что распад углеводов может происходить не только в аэробных, но и в анаэробных условиях. Распад глюкозы в дрожжевых клетках не требует участия кислорода и приводит к образованию этилового спирта и углекислого газа
. Бактерии молочнокислого брожения без участия кислорода вызывают расщепление углеводов с выделением молочной кислоты.
Отсюда следует, что пировиноградная кислота образуется и как промежуточный продукт анаэробного распада углеводов и при аэробном окислении молочной кислоты. В первом случае она восстанавливается с образованием молочной кислоты, во втором же — подвергается дальнейшему окислению. Пировиноградная кислота занимает одно из центральных мест в обмене углеводов и других веществ. Она участвует в многочисленных реакциях, важных для процессов тканевого обмена веществ.
В течение многих лет отражалось, что аэробная фаза распада углеводов начинается после анаэробного распада их с образованием молочной кислоты в тканях животных или спирта в дрожжевых клетках и в растениях. Между тем накапливались факты, указывающие на то, что глюкоза может подвергнуться аэробному окислению без предварительного расщепления. Важным стимулом к изучению возможного окисления глюкозы без ее предварительного расщепления послужили результаты исследований Варбурга2, показавшие, что в эритроцитах имеется фермент, катализирующий окисление альдегидной группы глюкозо-6-фосфорной кислоты. Последняя, как известно, образуется в клетках как промежуточный продукт гликогенолиза или же в результате реакции перенесения на глюкозу остатка фосфорной кислоты от АТФ на глюкозу. Окисление глюкозо-6-фосфорной кислоты катализируется специфической для нее аэробной дегидразой. Продуктом окисления является 6-фосфоглюкоиолактон.
Между гликолизом и
