Дүрэм журам 

Эдгээр нь бүх нийтийн биологийн энергийн хуримтлуулагч юм. Эсийн энергийн бүх нийтийн хэлбэрүүд. Мэдлэгийн оролтын хяналт

Бодисын биохимийн өөрчлөлтийн явцад химийн холбоо тасарч, энерги ялгардаг. Энэ бол амьд организм шууд ашиглах боломжгүй чөлөөт, боломжит энерги юм. Үүнийг хөрвүүлэх ёстой. Төрөл бүрийн ажлыг гүйцэтгэхэд эсэд ашиглаж болох эрчим хүчний хоёр түгээмэл хэлбэр байдаг:

1) Химийн энерги, химийн нэгдлүүдийн макроэргик бондын энерги. Химийн холбоо тасрах үед их хэмжээний чөлөөт энерги ялгардаг бол тэдгээрийг макроэрги гэж нэрлэдэг. Ийм холбоо бүхий нэгдлүүд нь макроэргик шинж чанартай байдаг. ATP молекул нь макроэргик холбоог агуулдаг бөгөөд энэ нь эсийн энергийн солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тодорхой шинж чанартай байдаг.

· Термодинамик тогтворгүй байдал;

· Химийн өндөр тогтвортой байдал. Эрчим хүчийг дулаан хэлбэрээр тараахаас сэргийлдэг тул эрчим хүчний үр ашигтай хэмнэлтийг хангадаг;

· ATP молекулын жижиг хэмжээ нь химийн, осмотик эсвэл химийн ажил гүйцэтгэхэд гаднаас эрчим хүч шаардагдах эсийн янз бүрийн хэсэгт тархахад хялбар болгодог;

· ATP-ийн гидролизийн үед чөлөөт энергийн өөрчлөлт нь дундаж утгатай бөгөөд энэ нь эрчим хүчний үүргээ хамгийн сайн гүйцэтгэх, өөрөөр хэлбэл энергийг их энергийн нэгдлээс бага энергитэй нэгдлүүд рүү шилжүүлэх боломжийг олгодог.

ATP бол бүх амьд организмын энергийн бүх нийтийн эрчим хүчний хуримтлуулагч бөгөөд энерги нь ATP молекулуудад маш богино хугацаанд хадгалагддаг (ATP-ийн ашиглалтын хугацаа секундын 1/3). Энэ нь явагдаж буй бүх процессыг эрчим хүчээр хангахад нэн даруй зарцуулагддаг.ATP молекулд агуулагдах энергийг цитоплазмд тохиолддог урвалд (ихэнх биосинтез, түүнчлэн зарим мембранаас хамааралтай процессуудад) ашиглаж болно.

2) Цахилгаан химийн энерги (устөрөгчийн мембраны потенциал энерги)Δ. Редокс гинжин хэлхээний дагуу электронуудыг энерги үүсгэгч эсвэл коньюгат гэж нэрлэдэг тодорхой төрлийн локалчлагдсан мембранд шилжүүлэх үед мембраны хоёр талд протоны орон зайд жигд бус хуваарилалт үүсдэг, өөрөөр хэлбэл хөндлөн чиглэсэн буюу мембран дамнасан устөрөгчийн градиент Δ үүсдэг. мембран дээр, вольтоор хэмжигддэг.Үүнд гарсан Δ нь ATP молекулуудын нийлэгжилтэд хүргэдэг. Δ хэлбэрийн энергийг мембран дээр байрлах эрчим хүчээс хамааралтай янз бүрийн процессуудад ашиглаж болно.



Генетикийн өөрчлөлтийн явцад ДНХ-ийг шингээхэд зориулагдсан;

Уургийг мембранаар дамжуулах;

Олон прокариотуудын хөдөлгөөнийг хангах;

· Цитоплазмын мембранаар молекул ба ионуудын идэвхтэй тээвэрлэлтийг хангах.

Бодисын исэлдэлтийн явцад олж авсан бүх чөлөөт энерги нь эсэд хүрч болох хэлбэрт хувирч, ATP-д хуримтлагддаггүй. Үүсгэсэн чөлөөт энергийн нэг хэсэг нь дулааны, бага ихэвчлэн гэрэл, цахилгаан эрчим хүчний хэлбэрээр тархдаг. Хэрэв эс нь эрчим хүч зарцуулдаг бүх үйл явцад зарцуулж чадахаас илүү их энерги хуримтлуулдаг бол их хэмжээний өндөр молекулын нөөц бодис (липид) -ийг нэгтгэдэг. Шаардлагатай бол эдгээр бодисууд биохимийн өөрчлөлтөд орж, эсийг эрчим хүчээр хангадаг.

ATP бол эсийн бүх нийтийн энергийн "валют" юм.Байгалийн хамгийн гайхалтай "шинэ бүтээлүүдийн" нэг бол "макроэргик" гэж нэрлэгддэг бодисын молекулууд бөгөөд тэдгээрийн химийн бүтцэд эрчим хүч хадгалах төхөөрөмжийн үүрэг гүйцэтгэдэг нэг буюу хэд хэдэн холбоо байдаг. Байгаль дээр хэд хэдэн ижил төстэй молекулууд олдсон боловч тэдгээрийн зөвхөн нэг нь болох аденозин трифосфорын хүчил (ATP) нь хүний ​​биед байдаг. Энэ бол органик бус фосфорын хүчлийн PO-ийн сөрөг цэнэгтэй 3 үлдэгдэлтэй нэлээд төвөгтэй органик молекул юм. Эдгээр фосфорын үлдэгдэл нь молекулын органик хэсэгтэй "макроэргик" холбоогоор холбогддог бөгөөд эдгээр нь эсийн доторх янз бүрийн урвалын үед амархан устдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр бондын энерги нь дулаан хэлбэрээр орон зайд тархдаггүй, харин бусад молекулуудын хөдөлгөөн эсвэл химийн харилцан үйлчлэлд ашиглагддаг. Энэ өмчийн ачаар ATP нь эс дэх бүх нийтийн эрчим хүчний хуримтлал (аккумлятор), мөн бүх нийтийн "валютын" үүргийг гүйцэтгэдэг. Эцсийн эцэст, эсэд тохиолддог бараг бүх химийн өөрчлөлтүүд нь энергийг шингээж эсвэл ялгаруулдаг. Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу исэлдэлтийн урвалын үр дүнд үүссэн энергийн нийт хэмжээ нь АТФ хэлбэрээр хадгалагдаж байгаа энерги нь эсийн нийлэг үйл явц, аливаа функцийг гүйцэтгэхэд зарцуулж болох энергитэй тэнцүү байна. . Энэ эсвэл бусад үйлдлийг гүйцэтгэх боломжийн "төлбөр" болгон эс нь ATP-ийн хангамжийг зарцуулахаас өөр аргагүй болдог. Энэ тохиолдолд ATP молекул нь маш том хэмжээтэй тул эсийн мембранаар дамжин өнгөрөх боломжгүй гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс нэг эсэд үүссэн ATP-ийг өөр эс ашиглах боломжгүй. Биеийн эс бүр өөрийн үйл ажиллагааг гүйцэтгэхэд шаардлагатай хэмжээгээр ATP-ийг бие даан нийлэгжүүлэх шаардлагатай болдог.

Хүний биеийн эсэд ATP дахин синтезийн гурван эх үүсвэр.Хүний биеийн эсийн алс холын өвөг дээдэс нь олон сая жилийн өмнө ургамлын эсүүдээр хүрээлэгдсэн байсан бөгөөд тэдгээр нь нүүрс усаар хэт их хэмжээгээр хангадаг байсан бөгөөд хүчилтөрөгч хангалтгүй эсвэл огт байхгүй байв. Энэ нь бие махбодид энерги үйлдвэрлэхэд хамгийн их хэрэглэгддэг шим тэжээлийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох нүүрс ус юм. Хүний биеийн ихэнх эсүүд уураг, өөх тосыг эрчим хүчний түүхий эд болгон ашиглах чадварыг олж авсан боловч зарим эсүүд (жишээлбэл, мэдрэл, улаан цус, эр хүйс) зөвхөн нүүрс усны исэлдэлтээс болж эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай байдаг. .

Нүүрс ус, эс тэгвээс эс дэх исэлдэлтийн үндсэн субстрат болох глюкозын анхдагч исэлдэлтийн процессууд нь цитоплазмд шууд явагддаг: энд ферментийн цогцолборууд байрладаг бөгөөд үүнээс болж глюкозын молекул хэсэгчлэн байрладаг. устаж, ялгарсан энерги нь ATP хэлбэрээр хадгалагдана. Энэ процессыг гликолиз гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хүний ​​​​биеийн бүх эсүүдэд тохиолдож болно. Энэ урвалын үр дүнд 6 нүүрстөрөгчийн нэг молекул глюкозоос пирувийн хүчил 3 нүүрстөрөгчийн хоёр молекул, ATP хоёр молекул үүсдэг.

Гликолиз нь маш хурдан боловч харьцангуй үр ашиггүй үйл явц юм. Гликолизийн урвал дууссаны дараа эсэд үүссэн пирувийн хүчил нь бараг тэр даруй сүүн хүчил болж хувирдаг бөгөөд заримдаа (жишээлбэл, булчингийн хүнд ажлын үед) цусанд маш их хэмжээгээр ордог, учир нь энэ нь чөлөөтэй нэвтэрч чаддаг жижиг молекул юм. эсийн мембран. Цусан дахь хүчиллэг бодисын солилцооны бүтээгдэхүүнийг ийм их хэмжээгээр ялгаруулах нь гомеостазыг алдагдуулж, бие нь булчингийн ажил эсвэл бусад идэвхтэй үйл ажиллагааны үр дагаврыг даван туулахын тулд тусгай гомеостазын механизмыг асаах шаардлагатай болдог.

Гликолизийн үр дүнд үүссэн пирувийн хүчил нь маш их боломжит химийн энерги агуулсан хэвээр байгаа бөгөөд цаашдын исэлдэлтийн субстрат болж чаддаг боловч энэ нь тусгай фермент, хүчилтөрөгч шаарддаг. Энэ үйл явц нь тусгай органеллууд - митохондри агуулсан олон эсүүдэд тохиолддог. Митохондрийн мембраны дотоод гадаргуу нь их хэмжээний липид ба уургийн молекулуудаас бүрддэг бөгөөд үүнд олон тооны исэлдэлтийн фермент орно. Митохондри дотор цитоплазмд үүссэн 3 нүүрстөрөгчийн молекулууд нэвтэрдэг - ихэвчлэн цууны хүчил (ацетат) юм. Тэнд тэдгээр нь тасралтгүй үргэлжилж буй урвалын мөчлөгт багтдаг бөгөөд энэ үеэр нүүрстөрөгч ба устөрөгчийн атомууд эдгээр органик молекулуудаас ээлжлэн хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь хүчилтөрөгчтэй нэгдэж нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болж хувирдаг. Эдгээр урвалын үед их хэмжээний энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь ATP хэлбэрээр хадгалагддаг. Пирувийн хүчлийн молекул бүр нь митохондрид исэлдэлтийн бүрэн мөчлөгийг туулж, эсэд 17 ATP молекулыг авах боломжийг олгодог. Ийнхүү 1 глюкозын молекулын бүрэн исэлдэлт нь эсийг 2+17х2 = 36 ATP молекулаар хангадаг. Митохондрийн исэлдэлтийн процесст өөх тосны хүчил, амин хүчлүүд, өөрөөр хэлбэл өөх тос, уургийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оруулах нь адил чухал юм. Энэ чадварын ачаар митохондри нь бие махбодь ямар хоол идэж байгаагаас харьцангуй бие даасан эсийг бий болгодог: ямар ч тохиолдолд шаардлагатай хэмжээний эрчим хүчийг олж авах болно.

Эрчим хүчний зарим хэсэг нь креатин фосфатын (CrP) молекул хэлбэрээр эсэд хадгалагддаг бөгөөд энэ нь ATP-ээс бага, илүү хөдөлгөөнтэй байдаг. Чухамхүү энэ жижиг молекул нь эсийн нэг төгсгөлөөс нөгөө зах руу буюу яг одоо эрчим хүч хамгийн их хэрэгтэй байгаа газар руу хурдан шилжиж чаддаг. CrF нь өөрөө синтез, булчингийн агшилт, мэдрэлийн импульс дамжуулах үйл явцад энерги өгч чадахгүй: энэ нь ATP шаарддаг. Нөгөө талаас, CRF нь амархан бөгөөд бараг алдагдалгүй, түүнд агуулагдах бүх энергийг аденазины дифосфат (ADP) молекулд өгч, тэр даруй ATP болж хувирч, цаашдын биохимийн өөрчлөлтөд бэлэн байдаг.

Тиймээс эсийн үйл ажиллагааны явцад зарцуулсан энерги, i.e. ATP-ийг гурван үндсэн процессоор шинэчилж болно: анаэроб (хүчилтөрөгчгүй) гликолиз, аэробик (хүчилтөрөгчийн оролцоотой) митохондрийн исэлдэлт, мөн фосфатын бүлгийг CrF-ээс ADP руу шилжүүлснээр.

Креатин фосфатын эх үүсвэр нь ADP-тэй CrF-ийн урвал маш хурдан явагддаг тул хамгийн хүчтэй нь юм. Гэсэн хэдий ч эсийн доторх CrF-ийн нийлүүлэлт ихэвчлэн бага байдаг - жишээлбэл, булчингууд CrF-ийн улмаас 6-7 секундээс илүүгүй хугацаанд хамгийн их хүчин чармайлт гаргаж чаддаг. Энэ нь ихэвчлэн хоёр дахь хамгийн хүчирхэг гликолитик эрчим хүчний эх үүсвэрийг эхлүүлэхэд хангалттай юм. Энэ тохиолдолд шим тэжээлийн нөөц хэд дахин их байдаг боловч ажил ахих тусам сүүн хүчил үүссэний улмаас гомеостазын хурцадмал байдал нэмэгдэж, хэрэв ийм ажлыг том булчингууд гүйцэтгэдэг бол 1.5-аас илүүгүй үргэлжлэх болно. 2 минут. Гэхдээ энэ хугацаанд митохондри бараг бүрэн идэвхждэг бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн глюкоз төдийгүй өөх тосны хүчлүүдийг шатаах чадвартай байдаг бөгөөд энэ нь биед бараг шавхагдашгүй нөөц юм. Тиймээс аэробик митохондрийн эх үүсвэр нь гликолитик эх үүсвэрээс 2-3 дахин бага, креатин фосфатын эх үүсвэрээс 5 дахин бага хүч чадалтай хэдий ч маш удаан хугацаанд ажиллах боломжтой.

Биеийн янз бүрийн эдэд эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг зохион байгуулах онцлог.Янз бүрийн эдүүд митохондрийн өөр өөр ханасан байдаг. Эдгээр нь яс, цагаан өөхөнд хамгийн бага байдаг бөгөөд ихэнхдээ бор өөх, элэг, бөөрөнд байдаг. Мэдрэлийн эсэд маш олон митохондри байдаг. Булчинд митохондрийн өндөр концентраци байдаггүй боловч араг ясны булчингууд нь биеийн хамгийн том эд (насанд хүрсэн хүний ​​биеийн жингийн 40 орчим хувь) байдаг тул булчингийн эсийн хэрэгцээг голчлон тодорхойлдог. энергийн солилцооны бүх үйл явцын эрч хүч, чиглэл. И.А.Аршавский үүнийг "араг ясны булчингийн энергийн дүрэм" гэж нэрлэсэн.

Нас ахих тусам энергийн солилцооны хоёр чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь нэг дор өөрчлөгддөг: янз бүрийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаа бүхий эд эсийн массын харьцаа, түүнчлэн эдгээр эдэд хамгийн чухал исэлдэлтийн ферментийн агууламж өөрчлөгддөг. Үүний үр дүнд энергийн солилцоо нь нэлээд төвөгтэй өөрчлөлтөд ордог боловч ерөнхийдөө түүний эрч хүч нь нас ахих тусам буурч, нэлээд мэдэгдэхүйц буурдаг.

эрчим хүчний солилцоо

эрчим хүчний солилцообиеийн хамгийн салшгүй үйл ажиллагаа юм. Аливаа синтез, аливаа эрхтэний үйл ажиллагаа, аливаа функциональ үйл ажиллагаа нь энергийн солилцоонд зайлшгүй нөлөөлдөг, учир нь үл хамаарах зүйлгүй хадгалалтын хуулийн дагуу материйн хувиралтай холбоотой аливаа үйлдэл нь энерги зарцуулалт дагалддаг.

Эрчим хүчний зардалОрганизм нь үндсэн бодисын солилцоо, үйл ажиллагааны эрчим хүчний хангамж, өсөлт, хөгжил, дасан зохицох үйл явцын эрчим хүчний зардлын гурван тэгш бус хэсгээс бүрддэг. Эдгээр хэсгүүдийн хоорондын харьцаа нь хувь хүний ​​хөгжлийн үе шат, тодорхой нөхцлөөр тодорхойлогдоно (Хүснэгт 2).

Суурийн бодисын солилцоо- энэ нь эрхтэн, тогтолцооны үйл ажиллагааны үйл ажиллагаанаас үл хамааран үргэлж байдаг эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн доод түвшин бөгөөд хэзээ ч тэгтэй тэнцүү байдаггүй. Суурийн бодисын солилцоо нь эрчим хүчний зарцуулалтын гурван үндсэн төрлөөс бүрддэг: үйл ажиллагааны хамгийн бага түвшин, дэмий мөчлөг, нөхөн сэргээх үйл явц.

Биеийн эрчим хүчний хамгийн бага хэрэгцээ.Функцийн хамгийн бага түвшний асуулт нь маш тодорхой юм: бүрэн амрах нөхцөлд (жишээлбэл, тайван унтах) бие махбодид идэвхжүүлэгч хүчин зүйл нөлөөлдөггүй тохиолдолд тархи, дотоод шүүрлийн булчирхайн тодорхой үйл ажиллагааг хангах шаардлагатай. элэг, ходоод гэдэсний зам, зүрх ба цусны судас, амьсгалын замын булчин ба уушигны эд, тоник болон гөлгөр булчингууд гэх мэт.

Ашиггүй мөчлөгүүд.Биеийн эс бүрт сая сая циклик биохимийн урвалууд тасралтгүй явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд юу ч үүсдэггүй, харин тэдгээрийг хэрэгжүүлэхэд тодорхой хэмжээний эрчим хүч шаардагддаг нь бага мэддэг. Эдгээр нь бодит функциональ даалгавар байхгүй тохиолдолд эсийн бүтцийн "байлдааны чадварыг" хадгалдаг үр дүнгүй мөчлөг гэж нэрлэгддэг процессууд юм. Ээрэх дугуй шиг дэмий хоосон мөчлөгүүд нь эс болон түүний бүх бүтцэд тогтвортой байдлыг өгдөг. Үр ашиггүй мөчлөг бүрийг хадгалахад зарцуулсан эрчим хүчний зарцуулалт нь бага боловч тэдгээрийн олонх нь байдаг бөгөөд үр дүнд нь энэ нь үндсэн эрчим хүчний зардлын нэлээд их хувийг эзэлдэг.

нөхөн сэргээх үйл явц.Бодисын солилцооны үйл явцад оролцдог олон тооны нарийн зохион байгуулалттай молекулууд эрт орой хэзээ нэгэн цагт гэмтэж, үйл ажиллагааны шинж чанараа алдаж, бүр хорт бодисыг олж авдаг. Тасралтгүй "засвар, нөхөн сэргээх ажил" шаардлагатай бөгөөд эсээс гэмтсэн молекулуудыг зайлуулж, оронд нь өмнөхтэй адил шинэ молекулуудыг нэгтгэх хэрэгтэй. Аливаа уургийн молекулын амьдрах хугацаа ихэвчлэн 1-2 долоо хоногоос хэтрэхгүй, аль ч эсэд хэдэн зуун сая байдаг тул ийм нөхөн сэргээх үйл явц нь эс бүрт байнга тохиолддог. Хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүд - тааламжгүй температур, арын цацрагийн өсөлт, хорт бодист өртөх болон бусад олон зүйл нь нарийн төвөгтэй молекулуудын амьдралыг эрс богиносгож, улмаар нөхөн сэргээх үйл явцын стрессийг нэмэгдүүлдэг.

Олон эст организмын эд эсийн үйл ажиллагааны хамгийн бага түвшин.Эсийн үйл ажиллагаа үргэлж тодорхой байдаг гадуур ажил. Булчингийн эсийн хувьд энэ нь түүний агшилт, мэдрэлийн эсийн хувьд энэ нь цахилгаан импульсийн үйлдвэрлэл, дамжуулалт, булчирхайлаг эсийн хувьд энэ нь нууц болон шүүрлийн үйлдэл, хучуур эдийн эсийн хувьд энэ юм. Энэ нь пиноцитоз буюу хүрээлэн буй эд, биологийн шингэнтэй харилцан үйлчлэх өөр хэлбэр юм. Мэдээжийн хэрэг аливаа ажлыг хэрэгжүүлэхэд эрчим хүч зарцуулахгүйгээр хийх боломжгүй юм. Гэхдээ аливаа ажил нь үүнээс гадна биеийн дотоод орчны өөрчлөлтөд хүргэдэг, учир нь идэвхтэй эсийн хаягдал бүтээгдэхүүн нь бусад эс, эд эсэд үл хайхрахгүй байж болно. Тиймээс функцийг гүйцэтгэх явцад эрчим хүчний хэрэглээний хоёр дахь шат нь гомеостазын идэвхтэй засвар үйлчилгээтэй холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь заримдаа эрчим хүчний маш чухал хэсгийг зарцуулдаг. Үүний зэрэгцээ, функциональ даалгавруудыг гүйцэтгэх явцад зөвхөн дотоод орчны бүтэц өөрчлөгддөггүй, бүтэц нь ихэвчлэн өөрчлөгдөж, ихэвчлэн сүйрлийн чиглэлд өөрчлөгддөг. Тиймээс араг ясны булчингийн агшилтын үед (бага зэргийн эрчимтэй байсан ч) булчингийн утас тасрах нь үргэлж тохиолддог, жишээлбэл. маягтын бүрэн бүтэн байдал эвдэрсэн. Бие махбодид хэлбэрийн тогтвортой байдлыг хадгалах тусгай механизм (гомеоморфоз) байдаг бөгөөд энэ нь гэмтсэн эсвэл өөрчлөгдсөн бүтцийг хурдан сэргээх боломжийг олгодог боловч энэ нь дахин эрчим хүч зарцуулдаг. Эцэст нь, хөгжиж буй организм нь тодорхой нөхцөл байдалд өртсөний үр дүнд ямар функцийг идэвхжүүлэхээс үл хамааран хөгжлийн үндсэн чиг хандлагыг хадгалах нь маш чухал юм. Хөгжлийн чиглэл, сувгийн өөрчлөгдөөгүй байдлыг хадгалах (гомеорез) нь функцийг идэвхжүүлэх явцад эрчим хүчний хэрэглээний өөр нэг хэлбэр юм.

Хөгжиж буй организмын хувьд эрчим хүчний хэрэглээний чухал зүйл бол бодит өсөлт, хөгжил юм. Гэсэн хэдий ч аливаа организмын, түүний дотор боловсорч гүйцсэн организмын хувьд дасан зохицох үйл явц нь эзлэхүүний хувьд багагүй эрчим хүч зарцуулдаг бөгөөд мөн чанараараа маш төстэй байдаг. Энд эрчим хүчний зарцуулалт нь геномыг идэвхжүүлэх, хуучирсан бүтцийг устгах (катаболизм), синтез (анаболизм) зэрэгт чиглэгддэг.

Суурийн бодисын солилцооны зардал, өсөлт, хөгжлийн зардал нь нас ахих тусам мэдэгдэхүйц буурч, функцийг гүйцэтгэх зардал нь чанарын хувьд ялгаатай болдог. Суурийн эрчим хүчний зарцуулалт, эрчим хүчний зарцуулалтыг өсөлт, хөгжлийн үйл явц болгон салгах нь арга зүйн хувьд маш хэцүү байдаг тул тэдгээрийг ихэвчлэн нэрийн дор хамтад нь авч үздэг. "BX".

Суурийн бодисын солилцооны насны динамик. M. Rubner (1861) үеэс хойш хөхтөн амьтдын биеийн жин нэмэгдэхийн хэрээр нэгж массын дулааны үйлдвэрлэлийн эрчим буурч байгааг сайн мэддэг; харин нэгж талбайд тооцсон солилцооны хэмжээ тогтмол хэвээр байна ("гадаргуугийн дүрэм"). Эдгээр баримтууд нь онолын хувьд хангалттай тайлбаргүй хэвээр байгаа тул биеийн хэмжээ болон бодисын солилцооны хурд хоорондын хамаарлыг илэрхийлэхийн тулд эмпирик томъёог ашигладаг. Хөхтөн амьтад, түүний дотор хүмүүсийн хувьд M. Kleiber томъёог одоогоор ихэвчлэн ашигладаг.

M \u003d 67.7 P 0 75 ккал / өдөр,

Энд M нь бүх организмын дулааны үйлдвэрлэл, P нь биеийн жин юм.

Гэсэн хэдий ч суурь бодисын солилцооны наснаас хамааралтай өөрчлөлтийг энэ тэгшитгэлийг ашиглан үргэлж тайлбарлаж болохгүй. Амьдралын эхний жилд дулааны үйлдвэрлэл Клайберийн тэгшитгэлийн дагуу буурахгүй, харин ижил түвшинд хэвээр эсвэл бүр бага зэрэг нэмэгддэг. Зөвхөн нэг настайдаа 10 кг жинтэй организмын хувьд Клайберийн тэгшитгэлийн дагуу "шаардлагатай" бодисын солилцооны эрчим (өдөрт 55 ккал / кг) хүрдэг. Зөвхөн 3 наснаас эхлэн суурь бодисын солилцооны эрч хүч аажмаар буурч эхэлдэг бөгөөд насанд хүрсэн хүний ​​түвшинд - өдөрт 25 ккал / кг - зөвхөн бэлгийн бойжилтын үед хүрдэг.

Өсөлт ба хөгжлийн үйл явцын эрчим хүчний зардал.Ихэнхдээ хүүхдийн суурь бодисын солилцооны түвшин нэмэгдэж байгаа нь өсөлтийн зардалтай холбоотой байдаг. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн үнэн зөв хэмжилт, тооцоолол нь амьдралын эхний 3 сард хамгийн эрчимтэй өсөлтийн үйл явц ч өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээний 7-8% -иас илүүгүй, 12 сарын дараа ч хэтрээгүй болохыг харуулж байна. 1%. Түүгээр ч зогсохгүй хүүхдийн биеийн эрчим хүчний хэрэглээний хамгийн өндөр түвшинг 1 настайдаа тэмдэглэж, өсөлтийн хурд нь зургаан сартай харьцуулахад 10 дахин бага байдаг. Өсөлтийн хурд буурч, эсийн ялгарах үйл явцын улмаас эрхтэн, эдэд чанарын мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарах үед онтогенезийн үе шатууд илүү "эрчим хүч ихтэй" байв. Биохимичдийн хийсэн тусгай судалгаагаар ялгах үйл явцын үе шатанд орсон эдэд (жишээлбэл, тархинд) митохондрийн агууламж огцом нэмэгдэж, улмаар исэлдэлтийн бодисын солилцоо, дулааны үйлдвэрлэл нэмэгддэг болохыг харуулсан. Энэ үзэгдлийн биологийн утга нь эсийн ялгарах явцад шинэ бүтэц, шинэ уураг болон бусад том молекулууд үүсдэг бөгөөд эдгээрийг эсүүд өмнө нь үүсгэж чадахгүй байв. Аливаа шинэ бизнесийн нэгэн адил энэ нь эрчим хүчний тусгай зардал шаарддаг бол өсөлтийн процесс нь эс дэх уураг болон бусад макромолекулуудын тогтсон "багц үйлдвэрлэл" юм.

Хувь хүний ​​цаашдын хөгжлийн явцад суурь бодисын солилцооны эрчим буурч байна. Суурийн бодисын солилцоонд янз бүрийн эрхтнүүдийн хувь нэмэр нас ахих тусам өөрчлөгддөг нь тогтоогджээ. Жишээлбэл, нярай хүүхдэд тархи (үндсэн бодисын солилцоонд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг) биеийн жингийн 12%, насанд хүрсэн хүний ​​хувьд ердөө 2% байдаг. Дотоод эрхтнүүд нь жигд бус ургадаг бөгөөд энэ нь тархитай адил тайван байдалд байсан ч эрчим хүчний солилцоо маш өндөр түвшинд байдаг - өдөрт 300 ккал / кг. Үүний зэрэгцээ, булчингийн эд, харьцангуй хэмжээ нь төрсний дараах үеийн хөгжилд бараг хоёр дахин нэмэгддэг нь тайван үед бодисын солилцооны хурд маш бага байдаг - өдөрт 18 ккал / кг. Насанд хүрсэн хүний ​​хувьд тархи нь үндсэн бодисын солилцооны ойролцоогоор 24%, элэг 20%, зүрх 10%, араг ясны булчин 28% -ийг бүрдүүлдэг. Нэг настай хүүхдэд тархи нь үндсэн бодисын солилцооны 53%, элэг нь 18%, араг ясны булчингууд ердөө 8% -ийг эзэлдэг.

Сургуулийн насны хүүхдүүдэд амралт солилцоо.Суурийн бодисын солилцоог зөвхөн эмнэлэгт хэмжих боломжтой: энэ нь онцгой нөхцөл шаарддаг. Гэхдээ амралтын солилцоог хүн бүрт хэмжиж болно: түүнд мацаг барьж, хэдэн арван минутын турш булчингийн амралтанд байх нь хангалттай. Амрах ханш нь суурь ханшаас арай өндөр байгаа ч энэ ялгаа нь суурь биш юм. Амрах бодисын солилцооны насжилттай холбоотой өөрчлөлтийн динамик нь бодисын солилцооны эрчмийг энгийн бууруулах хүртэл буурдаггүй. Бодисын солилцооны эрчим хурдацтай буурч байгаа үеүүд нь амрах бодисын солилцоо тогтворжих насны интервалаар солигддог.

Үүний зэрэгцээ бодисын солилцооны эрчмийн өөрчлөлтийн шинж чанар, өсөлтийн хурд хоёрын хооронд нягт холбоо тогтоогддог (57-р хуудасны 8-р зургийг үз). Зураг дээрх баар нь биеийн жингийн жилийн харьцангуй өсөлтийг харуулж байна. Харьцангуй өсөлтийн хурд их байх тусам энэ хугацаанд амрах бодисын солилцооны түвшин буурдаг.

Зураг нь өөр нэг онцлог шинжийг харуулж байна - тодорхой хүйсийн ялгаа: судлагдсан насны охидууд өсөлтийн хурд, бодисын солилцооны эрчмийн өөрчлөлтийн хувьд хөвгүүдээс нэг жил орчим түрүүлж байна. Үүний зэрэгцээ, амрах бодисын солилцооны эрч хүч, хагас өсөлтийн үсрэлтийн үед хүүхдийн өсөлтийн хурд - 4-өөс 7 насны хооронд нягт холбоо тогтоогддог. Мөн энэ хугацаанд сүүн шүд байнгын шүд рүү шилжиж эхэлдэг бөгөөд энэ нь морфофункциональ боловсорч гүйцсэн шинж тэмдгүүдийн нэг болж чаддаг.

Цаашдын хөгжлийн явцад суурь бодисын солилцооны эрчмийн бууралт үргэлжилж байгаа бөгөөд одоо бэлгийн бойжилтын үйл явцтай нягт холбоотой байна. Бэлгийн бойжилтын эхний үе шатанд өсвөр насныхны бодисын солилцоо насанд хүрэгчдийнхээс 30 орчим хувиар өндөр байдаг. Шалгуур үзүүлэлтийн огцом бууралт нь бэлгийн булчирхай идэвхжсэн III үе шатанд эхэлж, бэлгийн бойжилт хүртэл үргэлжилдэг. Мэдэгдэж байгаагаар, бэлгийн бойжилтын өсөлт нь бэлгийн бойжилтын III үе шаттай давхцдаг, өөрөөр хэлбэл. ба энэ тохиолдолд хамгийн эрчимтэй өсөлтийн үед бодисын солилцооны эрчмийг бууруулах тогтмол байдал хэвээр байна.

Энэ хугацаанд хөвгүүд хөгжлөөрөө охидоос 1 жил орчим хоцорч байна. Энэ баримтын дагуу хөвгүүдийн бодисын солилцооны үйл явцын эрчим нь хуанлийн насны охидынхоос үргэлж өндөр байдаг. Эдгээр ялгаа нь бага (5-10%) боловч бэлгийн бойжилтын бүх хугацаанд тогтвортой байдаг.

терморегуляция

Терморегуляци, өөрөөр хэлбэл биеийн голын тогтмол температурыг хадгалах нь дулаан үйлдвэрлэх, дулаан дамжуулах гэсэн хоёр үндсэн процессоор тодорхойлогддог. Дулааны үйлдвэрлэл (термогенез) нь юуны түрүүнд бодисын солилцооны үйл явцын эрчмээс хамаардаг бол дулаан дамжуулалтыг дулаан тусгаарлалт, васомоторын урвал, гадны амьсгалын үйл ажиллагаа, хөлрөх зэрэг нэлээд төвөгтэй физиологийн механизмын бүхэл бүтэн цогцолбороор тодорхойлдог. Үүнтэй холбогдуулан термогенезийг химийн терморегуляцын механизмд хамааруулж, дулаан дамжуулалтыг өөрчлөх аргуудыг физик терморегуляцийн механизм гэж нэрлэдэг. Нас ахих тусам эдгээр болон бусад механизмууд өөрчлөгдөж, биеийн температурыг тогтвортой байлгахад чухал ач холбогдолтой байдаг.

Терморентацийн механизмын насны хөгжил.Цэвэр физикийн хуулиуд нь биеийн масс ба үнэмлэхүй хэмжээс нэмэгдэх тусам химийн терморегуляцийн хувь нэмэр буурдаг. Тиймээс, шинэ төрсөн хүүхдэд терморегуляцийн дулааны үйлдвэрлэл ойролцоогоор 0.5 ккал / кг цаг, насанд хүрсэн хүн 0.15 ккал / кг цаг байна.

Нярай хүүхэд хүрээлэн буй орчны температур буурах үед дулааны үйлдвэрлэлийг насанд хүрэгчдийнхтэй бараг ижил утгатай, 4 ккал / кг цаг хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой боловч дулаан тусгаарлалт багатай (0.15 градус м 2 цаг / ккал) шинэ төрсөн хүүхдэд химийн терморегуляцийн хүрээ маш бага байдаг - 5 хэмээс ихгүй байна. Чухал температур ( Th), термогенез идэвхжсэн үед бүрэн төрсөн хүүхдэд +33 ° C байдаг бол насанд хүрсэн хүний ​​хувьд +27 ... +23 ° C хүртэл буурдаг. Гэсэн хэдий ч дулаан тусгаарлалт нь ихэвчлэн 2.5 KLO буюу 0.45 град-м 2 цаг / ккал байдаг хувцасны хувьд чухал температурын утга нь +20 хэм хүртэл буурдаг тул хүүхэд ердийн хувцастай өрөөний температурт дулааны хамгаалалттай байдаг. хүрээлэн буй орчин, өөрөөр хэлбэл. биеийн температурыг хадгалах нэмэлт зардал шаарддаггүй нөхцөлд.

Зөвхөн хөргөхөөс сэргийлэхийн тулд хувцас солих процедурын үеэр амьдралын эхний саруудад хүүхэд дулаан үйлдвэрлэх хангалттай хүчирхэг механизмыг багтаасан байх ёстой. Түүнчлэн, энэ насны хүүхдүүд насанд хүрэгчдэд байдаггүй термогенезийн тусгай механизмтай байдаг. Насанд хүрсэн хүн хөргөлтийн хариуд чичирч эхэлдэг, үүнд "агшилт" термогенез гэж нэрлэгддэг, өөрөөр хэлбэл араг ясны булчинд нэмэлт дулааны үйлдвэрлэл (хүйтэн чичиргээ) үүсдэг. Хүүхдийн биеийн дизайны онцлог нь дулаан үйлдвэрлэх ийм механизмыг үр дүнгүй болгодог тул "агшилтгүй" термогенез нь хүүхдүүдэд идэвхждэг бөгөөд араг ясны булчинд биш, харин огт өөр эрхтнүүдэд байрладаг.

Эдгээр нь дотоод эрхтнүүд (юуны өмнө элэг) ба митохондриар ханасан (тиймээс бор өнгөтэй) тусгай бор өөхний эд, эрчим хүчний өндөр чадвартай байдаг. Эрүүл хүүхдэд бор өөхний дулааны үйлдвэрлэл идэвхждэг нь бор өөх нь илүү өнгөц байрладаг биеийн хэсгүүдэд - завсрын бүс ба хүзүүнд арьсны температур нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Эдгээр хэсгүүдийн температурыг өөрчилснөөр хүүхдийн терморегуляцын механизмын төлөв байдал, түүний хатуурлын зэргийг шүүж болно. Амьдралын эхний саруудад хүүхдийн "халуун хүзүү" гэж нэрлэгддэг зүйл нь бор өөхний үйл ажиллагаатай яг холбоотой байдаг.

Амьдралын эхний жилд химийн терморегуляцийн үйл ажиллагаа буурдаг. 5-6 сартай хүүхдэд биеийн дулаан зохицуулалтын үүрэг мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Нас ахих тусам бор өөхний дийлэнх хэсэг алга болдог боловч 3 нас хүрэхээс өмнө бор өөхний хамгийн том хэсэг болох сүв хоорондын өөхний урвал хэвээр үлддэг. Хойд нутагт, задгай агаарт ажилладаг насанд хүрэгчдэд бор өөхний эд идэвхтэй үйл ажиллагаа явуулдаг гэсэн мэдээлэл байдаг. Хэвийн нөхцөлд 3-аас дээш насны хүүхдэд агшилтгүй термогенезийн үйл ажиллагаа хязгаарлагдмал байдаг ба араг ясны булчингийн өвөрмөц агшилтын үйл ажиллагаа - булчингийн ая, булчингийн чичиргээ нь химийн терморегуляци хийх үед дулааны үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхэд тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг. идэвхжсэн байна. Хэрэв ийм хүүхэд ердийн өрөөний температурт (+20 хэм) шорт, подволк өмссөн бол 100 тохиолдлын 80-д нь дулааны үйлдвэрлэл идэвхждэг.

Хагас өсөлтийн үсрэлт (5-6 жил) үед өсөлтийн процессыг бэхжүүлэх нь мөчний урт, гадаргуугийн хэмжээ нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь хүрээлэн буй орчинтой биеийн дулаан солилцоог зохицуулдаг. Энэ нь эргээд 5.5-6 наснаас эхлэн (ялангуяа охидод) дулааны зохицуулалтын үйл ажиллагаанд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарахад хүргэдэг. Биеийн дулаан тусгаарлалт нэмэгдэж, химийн терморегуляцийн үйл ажиллагаа мэдэгдэхүйц буурдаг. Биеийн температурыг зохицуулах энэ арга нь илүү хэмнэлттэй байдаг бөгөөд энэ нь цаашдын насны хөгжлийн явцад давамгайлах хүн юм. Терморегуляцийг хөгжүүлэх энэ үе нь хатууруулах процедурт мэдрэмтгий байдаг.

Бэлгийн бойжилт эхэлснээр терморегуляцийн хөгжлийн дараагийн үе шат эхэлдэг бөгөөд энэ нь хөгжиж буй функциональ тогтолцооны эвдрэлд илэрдэг. 11-12 настай охид, 13 настай хөвгүүдэд амрах бодисын солилцооны эрчим буурч байгаа хэдий ч судасны зохицуулалтын зохих тохируулга хийгдээгүй байна. Зөвхөн өсвөр насандаа, бэлгийн бойжилт дууссаны дараа терморегуляцийн боломжууд хөгжлийн эцсийн түвшинд хүрдэг. Өөрийнхөө биеийн эд эсийн дулаан тусгаарлалтыг нэмэгдүүлэх нь орчны температур 10-15 хэмээр буурсан ч химийн терморегуляц (өөрөөр хэлбэл нэмэлт дулааны үйлдвэрлэл) оруулахгүйгээр хийх боломжтой болгодог. Биеийн энэ хариу үйлдэл нь мэдээжийн хэрэг илүү хэмнэлттэй, үр дүнтэй байдаг.

Тэжээл

Хүний биед шаардлагатай эрчим хүч гаргаж, өөрийн биеийг бий болгоход зарцуулагддаг бүх бодис нь хүрээлэн буй орчноос гардаг. Хүүхэд өсч томрох тусам амьдралын эхний жилийн эцэс гэхэд бие даасан хооллолт руу улам бүр шилжиж, 3 жилийн дараа хүүхдийн хоол тэжээл нь насанд хүрэгчдийн хоол тэжээлээс тийм ч их ялгаатай биш юм.

Хүнсний бодисын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг.Хүний хоол хүнс нь ургамал, амьтны гаралтай боловч үүнээс үл хамааран уураг, өөх тос, нүүрс ус зэрэг ижил төрлийн органик нэгдлүүдээс бүрддэг. Үнэндээ эдгээр ижил төрлийн нэгдлүүд нь тухайн хүний ​​биеийг бүрдүүлдэг. Үүний зэрэгцээ, амьтны болон ургамлын гаралтай хоол хүнсний хооронд ялгаа байдаг бөгөөд нэлээд чухал зүйлүүд байдаг.

Нүүрс ус. Ургамлын гаралтай хүнсний хамгийн том бүрэлдэхүүн хэсэг нь хүний ​​​​биеийн эрчим хүчний хангамжийн үндэс болох нүүрс ус (ихэнхдээ цардуул хэлбэрээр) юм. Насанд хүрсэн хүний ​​хувьд нүүрс ус, өөх тос, уураг 4: 1: 1 харьцаагаар авах шаардлагатай. Хүүхдийн бодисын солилцооны үйл явц илүү эрчимтэй явагддаг бөгөөд голчлон нүүрс усаар хооллодог тархины бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас болж хүүхдүүд илүү их нүүрс ус агуулсан хоол хүнс авах ёстой - 5: 1: 1 харьцаатай. Амьдралын эхний саруудад хүүхэд ургамлын гаралтай хоол хүнс авдаггүй боловч эмэгтэйчүүдийн сүүнд харьцангуй их хэмжээний нүүрс ус байдаг: энэ нь үнээний сүүтэй ижил өөх тос, уураг 2 дахин бага, харин нүүрс ус 2 дахин их байдаг. Эхийн сүүнд агуулагдах нүүрс ус, өөх тос, уургийн харьцаа ойролцоогоор 5:2:1 байна. Амьдралын эхний саруудад хүүхдийг тэжээх хиймэл хольцыг фруктоз, глюкоз болон бусад нүүрс ус нэмсэн үнээний сүүг ойролцоогоор хоёр дахин шингэлсэн үндсэн дээр бэлтгэдэг.

Өөх тос.Ургамлын гаралтай хоол хүнс нь өөх тосоор баялаг ховор боловч ургамлын тосонд агуулагдах бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хүний ​​биед зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Амьтны гаралтай өөх тосноос ялгаатай нь ургамлын гаралтай өөх тос нь олон ханаагүй тосны хүчлүүд агуулдаг. Эдгээр нь бүтэцдээ давхар холбоо бүхий урт гинжин өөхний хүчил юм. Ийм молекулуудыг хүний ​​эсүүд эсийн мембраныг бий болгоход ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь тогтворжуулах үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эсийг түрэмгий молекулууд болон чөлөөт радикалуудын халдлагаас хамгаалдаг. Энэ шинж чанараараа ургамлын гаралтай өөх тос нь хорт хавдар, антиоксидант, радикал эсрэг үйлчилгээтэй. Үүнээс гадна их хэмжээний үнэ цэнэтэй витамин А, Е нь ихэвчлэн ургамлын тосонд уусдаг.Ургамлын өөхний өөр нэг давуу тал нь хүний ​​​​судасанд хуримтлагдаж, склерозын өөрчлөлтийг үүсгэдэг холестерины агууламжгүй байдаг. Амьтны гаралтай өөх тос нь эсрэгээрээ их хэмжээний холестерин агуулдаг боловч витамин, ханаагүй тосны хүчлүүд бараг байдаггүй. Гэсэн хэдий ч амьтны гаралтай өөх тос нь хүний ​​биед зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд эдгээр нь эрчим хүчний хангамжийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд үүнээс гадна бие махбодид өөх тосыг шингээж, боловсруулахад тусалдаг липокининыг агуулдаг.

Хэрэм.Ургамлын болон амьтны уураг нь найрлагадаа ихээхэн ялгаатай байдаг. Бүх уураг нь амин хүчлээс бүрддэг ч эдгээр чухал барилгын блокуудын заримыг хүний ​​эсүүд нийлэгжүүлж чаддаг бол заримыг нь чадахгүй. Сүүлийнх нь цөөхөн, ердөө 4-5 зүйл байдаг боловч тэдгээрийг юугаар ч орлуулах боломжгүй тул тэдгээрийг чухал амин хүчлүүд гэж нэрлэдэг. Ургамлын гаралтай хоол хүнс нь бараг ямар ч чухал амин хүчлийг агуулдаггүй - зөвхөн буурцагт ургамал, шар буурцагт багахан хэмжээгээр агуулагддаг. Үүний зэрэгцээ мах, загас болон бусад амьтны гаралтай бүтээгдэхүүнд эдгээр бодисууд өргөн тархсан байдаг. Зарим чухал амин хүчлүүдийн дутагдал нь өсөлтийн үйл явцын динамик, олон функцийг хөгжүүлэхэд огцом сөрөг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь хүүхдийн тархи, оюун ухааны хөгжилд ихээхэн нөлөөлдөг. Ийм учраас бага наснаасаа удаан хугацаагаар хоол тэжээлийн дутагдалд орсон хүүхдүүд насан туршдаа сэтгэцийн хомсдолтой хэвээр үлддэг. Ийм учраас хүүхдүүд ямар ч тохиолдолд амьтны гаралтай хоол хүнс хэрэглэхийг хязгаарлаж болохгүй: наад зах нь сүү, өндөг, түүнчлэн загас. Үүнтэй ижил нөхцөл байдал нь Христийн шашны уламжлал ёсоор 7-аас доош насны хүүхдүүд мацаг барих ёсгүй, өөрөөр хэлбэл амьтны хоолноос татгалзахтай холбоотой юм.

Макро ба микроэлементүүд.Хүнсний бүтээгдэхүүн нь цацраг идэвхт болон хүнд металл, түүнчлэн инертийн хий зэргийг эс тооцвол шинжлэх ухаанд мэдэгдэж буй бараг бүх химийн элементүүдийг агуулдаг. Нүүрстөрөгч, устөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, фосфор, кальци, кали, натри болон бусад зарим элементүүд нь бүх хүнсний бүтээгдэхүүний нэг хэсэг бөгөөд бие махбодид маш их хэмжээгээр (өдөрт хэдэн арван, хэдэн зуун грамм) ордог. Ийм бодисыг ихэвчлэн гэж нэрлэдэг макро шим тэжээл.Бусад нь микроскопийн тунгаар хоол хүнсэнд байдаг тул тэдгээрийг ул мөр элемент гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь иод, фтор, зэс, кобальт, мөнгө болон бусад олон элементүүд юм. Төмрийг ихэвчлэн микроэлемент гэж нэрлэдэг боловч түүний биед агуулагдах хэмжээ нь нэлээд их байдаг, учир нь төмөр нь бие дэх хүчилтөрөгчийг тээвэрлэхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Аливаа ул мөр элементийн дутагдал нь ноцтой өвчин үүсгэдэг. Жишээлбэл, иодын дутагдал нь бамбай булчирхайн хүнд өвчин (бахлуур гэж нэрлэгддэг) үүсэхэд хүргэдэг. Төмрийн дутагдал нь төмрийн дутагдлын цус багадалт үүсгэдэг - цус багадалтын хэлбэр нь хүүхдийн гүйцэтгэл, өсөлт, хөгжилд сөргөөр нөлөөлдөг. Ийм бүх тохиолдолд хоол тэжээлийн залруулга, дутагдаж буй элементүүдийг агуулсан бүтээгдэхүүнийг хоолны дэглэмд оруулах шаардлагатай байдаг. Тиймээс иод нь далайн замаг их хэмжээгээр агуулагддаг - бор замаг, үүнээс гадна иоджуулсан хоолны давс дэлгүүрт зарагддаг. Төмөр нь үхрийн махны элэг, алим болон бусад зарим жимс, мөн эмийн санд зарагддаг Hematogen хүүхдийн илсэнд агуулагддаг.

Витамин, beriberi, бодисын солилцооны өвчин.Витамин нь хүний ​​​​биеийн эд эсээс үүсдэггүй дунд зэргийн хэмжээтэй, нарийн төвөгтэй органик молекулууд юм. Бие махбод дахь биохимийн процессыг зохицуулдаг олон ферментийн ажилд шаардлагатай байдаг тул бид хоол хүнснээс витамин авахаас өөр аргагүй болдог. Витамин нь маш тогтворгүй бодис тул гал дээр хоол хийх нь тэнд агуулагдах витаминыг бараг бүрэн устгадаг. Зөвхөн түүхий хүнсний бүтээгдэхүүнд мэдэгдэхүйц хэмжээний витамин агуулагддаг тул хүнсний ногоо, жимс жимсгэнэ нь бидний витамины гол эх үүсвэр болдог. Махчин амьтад, мөн бараг зөвхөн мах, загас иддэг хойд нутгийн уугуул иргэд амьтны гаралтай түүхий эдээс хангалттай хэмжээний витамин авдаг. Шарсан, чанасан мах, загасанд витамин бараг байдаггүй.

Витамины дутагдал нь янз бүрийн бодисын солилцооны өвчинд илэрдэг бөгөөд энэ нь beriberi нэрээр нэгддэг. Одоогоор 50 орчим витаминыг олж илрүүлсэн бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь бодисын солилцооны үйл явцын "талбай" -ыг хариуцдаг бөгөөд beriberi-ээс үүдэлтэй хэдэн арван өвчин байдаг. Scurvy, beriberi, pellagra болон энэ төрлийн бусад өвчнийг өргөнөөр мэддэг.

Витаминыг өөхөнд уусдаг ба усанд уусдаг гэсэн хоёр том бүлэгт хуваадаг. Усанд уусдаг витаминууд нь хүнсний ногоо, жимс жимсгэнээс их хэмжээгээр агуулагддаг бол өөхөнд уусдаг витаминууд нь үр, самарнаас илүү байдаг. Чидун, наранцэцэг, эрдэнэ шиш болон бусад ургамлын тос нь тосонд уусдаг олон витамины чухал эх үүсвэр юм. Гэсэн хэдий ч витамин D (рахитийн эсрэг) нь голчлон сагамхай болон бусад далайн загасны элэгнээс гаргаж авдаг загасны тосонд агуулагддаг.

Дунд болон хойд өргөрөгт хавар, намрын улиралд хадгалсан ургамлын гаралтай хүнсний бүтээгдэхүүнд витамины хэмжээ огцом буурч, хойд орнуудын оршин суугчид олон хүн beriberi өвчнөөр өвддөг. Олон төрлийн амин дэмээр баялаг давслаг, исгэлэн хоол (байцаа, өргөст хэмх болон бусад) нь энэ байдлыг даван туулахад тусалдаг. Нэмж дурдахад витаминыг гэдэсний микрофлороор үүсгэдэг тул хоол боловсруулах хэвийн үед хүн В бүлгийн хамгийн чухал витаминуудыг хангалттай хэмжээгээр хангадаг. Амьдралын эхний жилийн хүүхдүүдэд гэдэсний микрофлор ​​хараахан бүрдээгүй байгаа тул витамины эх үүсвэр болох эхийн сүү, жимс, ногооны шүүсийг хангалттай хэмжээгээр авах ёстой.

Эрчим хүч, уураг, витамины өдөр тутмын хэрэгцээ.Өдөрт идсэн хоолны хэмжээ нь бодисын солилцооны үйл явцын хурдаас шууд хамаардаг, учир нь хоол хүнс нь бүх үйл ажиллагаанд зарцуулсан энергийг бүрэн нөхөх ёстой (Зураг 13). Хэдийгээр 1-ээс дээш насны хүүхдэд бодисын солилцооны үйл явцын эрч хүч нь нас ахих тусам буурч байгаа ч тэдний биеийн жин нэмэгдэх нь нийт (нийт) эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Үүний дагуу зайлшгүй шаардлагатай шим тэжээлийн хэрэгцээ нэмэгддэг. Хүүхдэд зориулсан шим тэжээл, амин дэм, чухал эрдэс бодисын хоногийн хэрэглээг ойролцоогоор харуулсан лавлах хүснэгтийг (Хүснэгт 3-6) доор харуулав. Хүснэгтэнд ямар ч хоолонд орсон ус, түүнчлэн уураг, өөх тос, нүүрс устай холбоогүй органик бодис (жишээлбэл, целлюлоз гэх мэт) агуулагдахгүйгээр цэвэр бодисын массыг зааж өгсөн гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. хүнсний ногоо).

Бодисын солилцоо (бодисын солилцоо)Энэ нь бие махбодид тохиолддог бүх химийн урвалын нийлбэр юм. Эдгээр бүх урвалыг 2 бүлэгт хуваадаг


1. Хуванцар солилцоо(ассимиляци, анаболизм, биосинтез) - энэ нь эрчим хүчний зарцуулалттай энгийн бодисуудаас үүсдэг. үүссэн (нийлэгжсэн)илүү төвөгтэй. Жишээ:

  • Фотосинтезийн явцад глюкоз нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас нийлэгждэг.

2. Эрчим хүчний солилцоо(диссимиляци, катаболизм, амьсгалах) нь нарийн төвөгтэй бодисууд юм задрах (исэлдүүлэх)энгийн хүмүүст, мөн нэгэн зэрэг энерги ялгардагамьдралд шаардлагатай. Жишээ:

  • Митохондри дахь глюкоз, амин хүчил, өөх тосны хүчлүүд нь хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болж, энерги үүсдэг. (эсийн амьсгал)

Хуванцар ба энергийн солилцооны хамаарал

  • Хуванцар бодисын солилцоо нь эсийг нарийн төвөгтэй органик бодисууд (уураг, өөх тос, нүүрс ус, нуклейн хүчил), түүний дотор эрчим хүчний солилцооны ферментийн уургуудаар хангадаг.
  • Эрчим хүчний солилцоо нь эсийг эрчим хүчээр хангадаг. Ажил хийх үед (сэтгэцийн, булчин гэх мэт) энергийн солилцоо нэмэгддэг.

ATP- эсийн бүх нийтийн энергийн бодис (бүх нийтийн эрчим хүчний аккумлятор). Энэ нь энергийн солилцооны (органик бодисын исэлдэлтийн) үйл явцад үүсдэг.

  • Эрчим хүчний солилцооны явцад бүх бодис задарч, ATP нийлэгждэг. Энэ тохиолдолд задарсан нийлмэл бодисын химийн бондын энерги нь ATP-ийн энерги болж хувирдаг. энерги нь ATP-д хадгалагддаг.
  • Хуванцар солилцооны явцад бүх бодисууд нийлэгжиж, ATP задардаг. Хаана ATP энерги зарцуулагддаг(ATP-ийн энерги нь эдгээр бодисуудад хадгалагдаж буй нарийн төвөгтэй бодисын химийн бондын энерги болж хувирдаг).

Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Хуванцар солилцооны явцад
1) илүү нарийн төвөгтэй нүүрс ус нь бага төвөгтэй нүүрс уснаас нийлэгждэг
2) өөх тос нь глицерин болон тосны хүчил болж хувирдаг
3) уураг нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, азот агуулсан бодис үүсэх замаар исэлддэг.
4) энерги ялгарч, ATP нийлэгдэнэ

Хариулах


Гурван сонголтыг сонгоно уу. Хуванцар солилцоо нь энергийн солилцооноос юугаараа ялгаатай вэ?
1) энерги нь ATP молекулуудад хадгалагддаг
2) ATP молекулуудад хуримтлагдсан энерги зарцуулагдана
3) органик бодисууд нийлэгждэг
4) органик бодисын задрал байдаг
5) бодисын солилцооны эцсийн бүтээгдэхүүн - нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус
6) бодисын солилцооны урвалын үр дүнд уураг үүсдэг

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Хуванцар бодисын солилцооны явцад молекулууд эсэд нийлэгждэг
1) уураг
2) ус
3) ATP
4) органик бус бодисууд

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Хуванцар ба энергийн солилцооны хооронд ямар хамааралтай вэ?
1) хуванцар солилцоо нь органик бодисыг эрчим хүчээр хангадаг
2) энергийн солилцоо нь хуванцарыг хүчилтөрөгчөөр хангадаг
3) хуванцар бодисын солилцоо нь эрдэс бодисыг эрчим хүчээр хангадаг
4) хуванцар солилцоо нь ATP молекулуудыг эрчим хүчээр хангадаг

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Эрчим хүчний солилцооны үйл явцад хуванцараас ялгаатай нь
1) ATP молекулуудад агуулагдах энергийн зарцуулалт
2) ATP молекулуудын макроэргик холбоонд эрчим хүчний хадгалалт
3) эсийг уураг, липидээр хангах
4) эсийг нүүрс ус, нуклейн хүчлээр хангах

Хариулах


1. Солилцооны шинж чанар ба түүний төрлүүдийн хоорондох захидал харилцааг бий болгох: 1) хуванцар, 2) эрчим хүч. 1 ба 2-ын тоог зөв дарааллаар бич.
A) органик бодисын исэлдэлт
B) мономеруудаас полимер үүсэх
B) ATP-ийн задрал
D) эсэд энерги хадгалах
D) ДНХ-ийн хуулбар
E) исэлдэлтийн фосфоржилт

Хариулах


2. Эсийн бодисын солилцооны шинж чанар ба түүний төрлүүдийн хоорондын уялдаа холбоог тогтооно: 1) энерги, 2) хуванцар. 1 ба 2-ын тоог үсгүүдэд тохирсон дарааллаар бич.
A) Хүчилтөрөгчгүй глюкоз задардаг
B) рибосом, хлоропласт дээр үүсдэг
C) бодисын солилцооны эцсийн бүтээгдэхүүн - нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус
D) органик бодисууд нийлэгждэг
D) ATP молекулуудад хуримтлагдсан энергийг ашигладаг
E) энерги ялгарч, ATP молекулуудад хадгалагдана

Хариулах


3. Хүний бодисын солилцооны шинж тэмдгүүд ба түүний төрлүүдийн хоорондын захидал харилцааг бий болгох: 1) хуванцар бодисын солилцоо, 2) энергийн солилцоо. 1 ба 2-ын тоог зөв дарааллаар бич.
A) бодисууд исэлддэг
B) бодисууд нийлэгждэг
C) энерги нь ATP молекулуудад хадгалагддаг
D) энерги зарцуулагддаг
D) рибосомууд үйл явцад оролцдог
E) үйл явцад митохондри оролцдог

Хариулах


4. Бодисын солилцооны шинж чанар ба түүний төрлүүдийн хоорондох захидал харилцааг бий болгох: 1) эрчим хүч, 2) хуванцар. 1 ба 2-ын тоог үсгүүдэд тохирсон дарааллаар бич.
A) ДНХ-ийн хуулбар
B) уургийн биосинтез
B) органик бодисын исэлдэлт
D) транскрипц
D) ATP синтез
E) химосинтез

Хариулах


5. Солилцооны шинж чанар, төрлүүдийн хоорондын захидал харилцааг бий болгох: 1) хуванцар, 2) эрчим хүч. 1 ба 2-ын тоог үсгүүдэд тохирсон дарааллаар бич.
A) энерги нь ATP молекулуудад хадгалагддаг
B) биополимерууд нийлэгждэг
B) нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус үүсдэг
D) исэлдэлтийн фосфоржилт явагдана
D) ДНХ-ийн репликаци үүсдэг

Хариулах


Эрчим хүчний солилцоотой холбоотой гурван процессыг сонгоно уу.
1) агаар мандалд хүчилтөрөгч ялгаруулах
2) нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, мочевин үүсэх
3) исэлдэлтийн фосфоржилт
4) глюкозын нийлэгжилт
5) гликолиз
6) усны фотолиз

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Булчин агшихад шаардлагатай энерги тэр үед ялгардаг
1) хоол боловсруулах эрхтэн дэх органик бодисыг задлах
2) мэдрэлийн импульсээр булчинг цочроох
3) булчин дахь органик бодисын исэлдэлт
4) ATP синтез

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Эсэд липидийн нийлэгжилт ямар процесс явагддаг вэ?
1) ялгах
2) биологийн исэлдэлт
3) хуванцар солилцоо
4) гликолиз

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Хуванцар бодисын солилцооны үнэ цэнэ - биеийн хангамж
1) эрдэс давс
2) хүчилтөрөгч
3) биополимерууд
4) эрчим хүч

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Хүний биед органик бодисын исэлдэлт үүсдэг
1) амьсгалах үед уушигны цэврүүтэх
2) хуванцар солилцооны үйл явц дахь биеийн эсүүд
3) хоол боловсруулах замд хоол боловсруулах үйл явц
4) энергийн солилцооны үйл явц дахь биеийн эсүүд

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Эсийн бодисын солилцооны ямар урвалууд нь эрчим хүчний зардал дагалддаг вэ?
1) эрчим хүчний солилцооны бэлтгэл үе шат
2) сүүн хүчлийн исгэх
3) органик бодисын исэлдэлт
4) хуванцар солилцоо

Хариулах

1. Бодисын солилцооны үйл явц ба бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын захидал харилцааг бий болгох: 1) анаболизм (шингээх), 2) катаболизм (диссимиляци). 1 ба 2-ын тоог зөв дарааллаар бич.
A) исгэх
B) гликолиз
б) амьсгалах
D) уургийн нийлэгжилт
D) фотосинтез
E) химосинтез

Хариулах


2. Онцлог шинж чанар, бодисын солилцооны үйл явцын хоорондын захидал харилцааг бий болгох: 1) ассимиляци (анаболизм), 2) диссимиляци (катаболизм). 1 ба 2-ын тоог үсгүүдэд тохирсон дарааллаар бич.
A) биеийн органик бодисын нийлэгжилт
B) бэлтгэл үе шат, гликолиз ба исэлдэлтийн фосфоржилтыг агуулдаг
C) ялгарсан энерги ATP-д хадгалагдана
D) ус ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсдэг
D) эрчим хүчний зардал шаарддаг
E) хлоропласт ба рибосомд тохиолддог

Хариулах


Таван хариултаас хоёр зөв хариултыг сонгож, тэдгээрийн доор заасан тоог бич. Бодисын солилцоо нь амьд тогтолцооны үндсэн шинж чанаруудын нэг бөгөөд юу болж байгаагаас тодорхойлогддог
1) гадаад орчны нөлөөнд сонгомол хариу үйлдэл үзүүлэх
2) янз бүрийн хэлбэлзэлтэй физиологийн үйл явц, функцүүдийн эрчмийг өөрчлөх
3) шинж чанар, шинж чанарыг үеэс үед дамжуулах
4) шаардлагатай бодисыг шингээх, хаягдал бүтээгдэхүүнийг гадагшлуулах
5) дотоод орчны физик, химийн найрлагыг харьцангуй тогтмол байлгах

Хариулах


1. Доорх хоёр нэр томъёоноос бусад нь хуванцар солилцоог тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Ерөнхий жагсаалтаас "унасан" хоёр нэр томъёог тодорхойлж, тэдгээрийн доор дурдсан тоог бич.
1) хуулбарлах
2) давхардал
3) нэвтрүүлэг
4) шилжүүлэн суулгах
5) транскрипц

Хариулах


2. Хоёроос бусад доор дурдсан бүх ойлголтыг эс дэх хуванцар бодисын солилцоог тодорхойлоход ашигладаг. Ерөнхий жагсаалтаас "унасан" хоёр ойлголтыг тодорхойлж, тэдгээрийн доор дурдсан тоог бич.
1) уусгах
2) ялгах
3) гликолиз
4) транскрипц
5) нэвтрүүлэг

Хариулах


3. Хуванцар солилцооны шинж чанарт хоёроос бусад нь доор дурдсан нэр томьёог ашигладаг. Ерөнхий жагсаалтаас хасагдсан хоёр нэр томъёог тодорхойлж, тэдгээрийн доор заасан тоог бич.
1) хуваах
2) исэлдэлт
3) хуулбарлах
4) транскрипц
5) химосинтез

Хариулах


Аль нэгийг нь, хамгийн зөв сонголтыг сонго. Азотын суурь нь аденин, рибоз, фосфорын хүчлийн гурван үлдэгдэл юм.
1) ДНХ
2) РНХ
3) ATP
4) хэрэм

Хариулах


Доорх хоёроос бусад бүх шинж тэмдгийг эс дэх энергийн солилцоог тодорхойлоход ашиглаж болно. Ерөнхий жагсаалтаас "унасан" хоёр шинж чанарыг тодорхойлж, тэдгээрийн доор дурдсан тоог бич.
1) эрчим хүчний шингээлттэй хамт ирдэг
2) митохондрид төгсдөг
3) рибосомоор төгсдөг
4) ATP молекулуудын нийлэгжилт дагалддаг
5) нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсэх замаар төгсдөг

Хариулах


Өгөгдсөн бичвэрээс гурван алдааг ол. Тэдгээрийн оруулсан саналын тоог зааж өгнө үү.(1) Метаболизм буюу бодисын солилцоо гэдэг нь энерги ялгарах, шингээхтэй холбоотой эс ба организмын бодисын нийлэгжилт, задралын урвалын цогц юм. (2) Бага молекул жинтэй нэгдлүүдээс өндөр молекул жинтэй органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэх урвалын багцыг хуванцар солилцоо гэж нэрлэдэг. (3) ATP молекулууд нь хуванцар солилцооны урвалд нийлэгждэг. (4) Фотосинтезийг энергийн солилцоо гэж нэрлэдэг. (5) Химисинтезийн үр дүнд нарны энергийн нөлөөгөөр органик бус бодисоос органик бодисууд нийлэгждэг.

Хариулах

© Д.В.Поздняков, 2009-2019

Исэлдэлтийн фосфоржилтын үйл явцын талаарх орчин үеийн ойлголт нь Белицер, Калкар нарын анхдагч бүтээлээс эхлэлтэй. Калкар аэробик фосфоржилт нь амьсгалтай холбоотой болохыг олж мэдсэн. Белитцер нэгдмэл фосфатын холболт ба хүчилтөрөгчийн шингээлтийн хоорондох стехиометрийн хамаарлыг нарийвчлан судалж, органик бус фосфатын молекулуудын тоог шингэсэн хүчилтөрөгчийн атомын тоонд харьцуулсан харьцааг харуулсан.

амьсгал нь дор хаяж хоёртой тэнцүү байх үед. Тэрээр мөн электроныг субстратаас хүчилтөрөгч рүү шилжүүлэх нь шингэсэн хүчилтөрөгчийн атом тутамд хоёр ба түүнээс дээш ATP молекул үүсэх энергийн боломжит эх үүсвэр гэдгийг онцлон тэмдэглэв.

NADH молекул нь электрон донорын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд фосфоржих урвал нь дараах хэлбэртэй байдаг.

Товчхондоо энэ урвалыг ингэж бичнэ

Урвал дахь гурван ATP молекулын нийлэгжилт (15.11) нь NADH молекулын хоёр электроныг электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээний дагуу хүчилтөрөгчийн молекул руу шилжүүлснээр үүсдэг. Энэ тохиолдолд электрон бүрийн энерги 1.14 эВ-ээр буурдаг.

Усны орчинд тусгай ферментийн оролцоотойгоор ATP молекулууд гидролиз болдог

(15.12) ба (15.13) урвалд оролцох молекулуудын бүтцийн томъёог Зураг дээр үзүүлэв. 31.

Физиологийн нөхцөлд (15.12) ба (15.13) урвалд оролцдог молекулууд нь иончлолын янз бүрийн үе шатанд байдаг (ATP, ). Тиймээс эдгээр томьёо дахь химийн тэмдэглэгээг иончлолын янз бүрийн үе шатанд байгаа молекулуудын хоорондох урвалын нөхцөлт бүртгэл гэж ойлгох хэрэгтэй. Үүнтэй холбогдуулан урвалын чөлөөт энергийн AG ихсэх (15.12), урвалын бууралт (15.13) нь температур, ионы концентраци, орчны рН-ийн утгаас хамаарна. Стандарт нөхцөлд эВ ккал/моль). Хэрэв бид физиологийн рН-ийн утга, эсийн доторх ионы концентраци, түүнчлэн эсийн цитоплазм дахь ATP ба ADP молекул, органик бус фосфатын концентрацийн ердийн утгыг харгалзан зохих залруулга хийвэл, Дараа нь ATP молекулуудын гидролизийн чөлөөт энергийн хувьд бид -0.54 эВ (-12.5 ккал/моль) утгыг авна. ATP молекулуудын гидролизийн чөлөөт энерги нь тогтмол утга биш юм. Хэрэв эдгээр газрууд нь концентрациаараа ялгаатай бол нэг эсийн өөр өөр газарт ч ижил биш байж болно.

Липманы (1941) анхдагч бүтээл гарч ирснээс хойш эсэд агуулагдах ATP молекулууд нь амьдралын ихэнх үйл явцад хэрэглэгддэг химийн энергийн бүх нийтийн богино хугацааны хадгалалт, тээвэрлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг мэддэг болсон.

ATP молекулын гидролизийн үед энерги ялгарах нь молекулуудын хувирал дагалддаг.

Энэ тохиолдолд тэмдэгтээр заасан холбоос тасрах нь фосфорын хүчлийн үлдэгдлийг арилгахад хүргэдэг. Липманы санал болгосноор ийм холбоог "эрч хүчээр баялаг фосфатын холбоо" эсвэл "макроэргик холбоо" гэж нэрлэх болсон. Энэ гарчиг үнэхээр харамсалтай байна. Энэ нь гидролизийн явцад тохиолддог үйл явцын эрч хүчийг огт тусгадаггүй. Чөлөөт энерги ялгарах нь нэг холбоо тасарсантай холбоотой биш (ийм тасрах нь үргэлж эрчим хүчний зарцуулалтыг шаарддаг), харин урвалд оролцдог бүх молекулуудын зохион байгуулалт, шинэ холбоо үүсэх, сольватын бүрхүүлийн дахин зохион байгуулалттай холбоотой юм. урвал.

NaCl молекулыг усанд уусгахад гидратжуулсан ионууд үүснэ.Нидэржилтийн үеийн энерги нь NaCl молекул дахь холбоо тасрах үеийн энергийн алдагдлыг нөхдөг. Энэхүү энергийн өсөлтийг NaCl молекул дахь "өндөр энергитэй холбоо"-той холбон тайлбарлавал хачирхалтай байх болно.

Мэдэгдэж байгаагаар хүнд атомын цөмүүдийг задлах явцад их хэмжээний энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь ямар нэгэн өндөр эргикийн холбоо тасрахтай холбоогүй, харин хуваагдлын хэсгүүдийн дахин зохион байгуулалт, энерги багассантай холбоотой юм. Хэсэг бүрийн нуклонуудын хоорондох кулопын түлхэлт.

"Макроэргик бонд" гэсэн ойлголтыг шударгаар шүүмжилсэн нь нэг бус удаа гарсан. Гэсэн хэдий ч энэ санааг шинжлэх ухааны уран зохиолд өргөнөөр нэвтрүүлсэн. Том

Хүснэгт 8

Фосфоржуулсан нэгдлүүдийн бүтцийн томъёо: a - фосфоеноллируват; b - 1,3-дифосфоглицерат; в - креатин фосфат; - глюкоз-I-фосфат; - глюкоз-6-фосфат.

Хэрэв "өндөр энергитэй фосфатын холбоо" гэсэн хэллэгийг бусад ионууд, рН гэх мэт зохих хэмжээгээр усан уусмалд тохиолддог бүхэл бүтэн хувирлын мөчлөгийн товч тайлбар болгон ашиглавал ямар ч асуудал гарахгүй.

Тиймээс биохимичдийн ашигладаг фосфатын бондын энергийн тухай ойлголт нь фосфатын бүлгүүд хуваагддаг гидролизийн урвалын бүтээгдэхүүний анхны бодисын чөлөөт энерги ба чөлөөт энергийн хоорондын ялгааг нөхцлөөр тодорхойлдог. Энэ ойлголтыг чөлөөт молекул дахь атомын хоёр бүлгийн химийн холбоо энергийн тухай ойлголттой андуурч болохгүй. Сүүлийнх нь холболтыг таслахад шаардагдах эрчим хүчийг тодорхойлдог.

Эсүүд нь олон тооны фосфоржуулсан нэгдлүүдийг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн цитоплазм дахь гидролиз нь чөлөөт энерги ялгарахтай холбоотой байдаг. Эдгээр нэгдлүүдийн заримын гидролизийн стандарт чөлөөт энергийн утгыг хүснэгтэд үзүүлэв. 8. Эдгээр нэгдлүүдийн бүтцийн томъёог зурагт үзүүлэв. 31 ба 35.

Гидролизийн стандарт чөлөөт энергийн том сөрөг утгууд нь сөрөг цэнэгтэй гидролизийн бүтээгдэхүүний усжилтын энерги, тэдгээрийн электрон бүрхүүлийн дахин зохион байгуулалттай холбоотой юм. Хүснэгтээс. 8-аас үзэхэд ATP молекулын гидролизийн чөлөөт энергийн үнэ цэнэ нь "өндөр энерги" (фосфоэнолпирунат) ба "бага энергитэй" (глюкоз-6-фосфат) нэгдлүүдийн хоорондох завсрын байрлалыг эзэлдэг. Энэ нь ATP молекул нь фосфатын бүлгүүдийн тохиромжтой бүх нийтийн тээвэрлэгч болох шалтгаануудын нэг юм.

Тусгай ферментийн тусламжтайгаар ATP ба ADP молекулууд нь их ба бага энергийн хооронд холбогддог.

фосфатын нэгдлүүд. Жишээлбэл, пируват киназа фермент нь фосфатыг фосфоенолпируватаас ADP руу шилжүүлдэг. Урвалын үр дүнд пируват ба ATP молекул үүсдэг. Цаашилбал, гексокиназа ферментийн тусламжтайгаар ATP молекул нь фосфатын бүлгийг D-глюкоз руу шилжүүлж, глюкоз-6-фосфат болгон хувиргаж чаддаг. Эдгээр хоёр урвалын нийт бүтээгдэхүүн нь хувиргалт хүртэл буурна

Энэ төрлийн урвал нь зөвхөн ATP ба ADP молекулууд заавал оролцдог завсрын үе шатыг дамжих нь маш чухал юм.

1-р хэсэг. Эукариот митохондри.

Библид хүн гэж хэлдэгХомо сапиенс ) бурхад өөрсдийн дүр төрх, дүр төрхөөр бүтээгдсэн. Хэдийгээр тэдгээр нь үндсэндээ хязгаарлагдмал байсан ч тэд бүтээлч сэтгэлгээг нь хассангүй. Одоо хүн өөрийнхөө ажлыг хөнгөвчлөх роботууд, өөртэйгөө адил мөнхийн биш төрөл бүрийн машин, төхөөрөмжүүдийг бүтээж байна. Эдгээр машинуудын эрчим хүчний эх үүсвэр нь цэнэглэгч, аккумлятор, батерей бөгөөд тэдгээрийн төхөөрөмжийг одоо бидэнд сайн мэддэг. Гэхдээ бидний цэнэглэгч, хүний ​​эрчим хүчний станц хэрхэн ажилладагийг бид мэдэх үү?

Тиймээс эукариот эсийн митохондри ба тэдгээрийн хүний ​​​​биед гүйцэтгэх үүрэг.
Митохондри бол эсийн болон бүхэл бүтэн хүний ​​​​биеийн энергийн станц гэдгийг та эхлээд эхлэх хэрэгтэй. Бид эсийг сонирхож байна эукариотууд, цөм, цөм агуулсан эсүүд. Эсийн цөмгүй нэг эсийн амьд организмууд нь цөмийн өмнөх прокариотууд юм. Прокариот эсийн үр удам нь эрхтэнүүд, эсийн оршин тогтноход амин чухал байнгын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь түүний дотоод хэсэг болох цитоплазмд байрладаг. Прокариотууд нь бактери ба архейг агуулдаг. Хамгийн түгээмэл таамаглалаар эукариотууд 1.5-2 тэрбум жилийн өмнө гарч ирсэн.
Митохондри нь 0.5 мкм зузаантай хоёр мембрантай мөхлөгт эсвэл судалтай органелл юм. Энэ нь ихэнх эукариот эсүүдийн (фотосинтезийн ургамал, мөөгөнцөр, амьтан) онцлог шинж юм. эукариотуудын хувьсалд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн симбиогенез. Митохондри нь нэгэн цагт өвөг дээдсийн эукариот эсэд суурьшиж, тэнд симбионт болон амьдарч "сурсан" аэробик бактерийн (прокариот) удам юм. Одоо бараг бүх эукариот эсүүд митохондритай, эсээс гадуур нөхөн үржих чадваргүй болсон. Зураг

Митохондриа анх 1850 онд булчингийн эсэд мөхлөг хэлбэрээр илэрсэн. Эсийн митохондрийн тоо тогтмол биш байдаг. Тэдгээр нь ялангуяа эсэд элбэг байдаг хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ өндөр байна. Бүтцийн хувьд эдгээр нь эукариот эсэд хэдэн зуугаас 1-2 мянга хүртэл байдаг цилиндр хэлбэртэй органеллууд бөгөөд түүний дотоод эзэлхүүний 10-20% -ийг эзэлдэг. Митохондрийн хэмжээ (1-ээс 70 мкм хүртэл), хэлбэр нь маш их ялгаатай байдаг. Эдгээр органеллуудын өргөн нь харьцангуй тогтмол (0.5-1 мкм). Хэлбэрийг өөрчлөх чадвартай. Тодорхой мөч бүрт эсийн аль хэсэгт эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгдэж байгаагаас хамааран митохондри нь эукариот эсийн цитоскелетоны бүтцийг ашиглан цитоплазмаар дамжин эрчим хүчний хамгийн их зарцуулалттай хэсэгт шилжих боломжтой байдаг.
ДНХ-ийн макромолекул ( Дезоксиробонуклеины хүчил), хадгалалт, үеэс үед дамжих, амьд организмын хөгжил, үйл ажиллагааны генетикийн хөтөлбөрийг хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хромосомын нэг хэсэг болох эсийн цөмд байрладаг. Цөмийн ДНХ-ээс ялгаатай нь митохондри нь өөрийн гэсэн ДНХ-тэй байдаг. кодлогдсон генүүд митохондрийн ДНХ, цөмөөс гадуур (хромосомын гадна талд) байрлах плазмагенуудын бүлэгт хамаардаг. Эсийн цитоплазмд төвлөрсөн эдгээр удамшлын хүчин зүйлсийн нийлбэр нь тухайн төрлийн организмын плазмыг (геномоос ялгаатай) бүрдүүлдэг.
Матрицад байрлах митохондрийн ДНХ нь битүү дугуй хэлбэртэй хоёр судалтай молекул бөгөөд хүний ​​эсэд 16569 хос нуклеотидын хэмжээтэй байдаг нь цөмд байрлах ДНХ-ээс ойролцоогоор 105 дахин бага юм.
Митохондрийн ДНХ нь цөм дэх ДНХ-ийн репликацитай хэсэгчлэн синхрончлогдсон интерфазад репликацина. Эсийн мөчлөгийн үед митохондри нар нарийсч хоёр хуваагддаг бөгөөд үүсэл нь митохондрийн дотоод мембран дээрх цагираг хэлбэрийн ховилоор эхэлдэг. Өөрийнхөө генетикийн аппараттай, митохондри нь мөн өөрийн уураг нийлэгжүүлэх системтэй бөгөөд түүний онцлог нь амьтан, мөөгөнцрийн эсэд маш жижиг рибосомууд байдаг.Зураг

Митохондрийн үйл ажиллагаа ба эрчим хүчний үйлдвэрлэл.
Митохондрийн гол үүрэг нь ATP синтез(аденозин трифосфат) - аливаа амьд эсийн химийн энергийн бүх нийтийн хэлбэр.
Бие дэх ATP-ийн гол үүрэг нь олон тооны биохимийн урвалыг эрчим хүчээр хангахтай холбоотой юм. ATP нь эрчим хүч их шаарддаг биохими, физиологийн процессуудад шууд эрчим хүчний эх үүсвэр болдог. Энэ бүхэн нь бие махбод дахь нарийн төвөгтэй бодисын нийлэгжилтийн урвал юм: биологийн мембранаар дамжуулан молекулуудыг идэвхтэй шилжүүлэх, түүний дотор мембраны цахилгаан потенциалыг бий болгох; булчингийн агшилтын хэрэгжилт.ATP нь синапс дахь зуучлагч, эс хоорондын бусад харилцан үйлчлэлд дохио өгөх үүрэг гүйцэтгэдэг (янз бүрийн эд, эрхтнүүдийн эсүүдийн хоорондох пуринергик дохионы дамжуулалт, түүний зөрчил нь ихэвчлэн янз бүрийн өвчинтэй холбоотой байдаг).

ATP бол амьд байгаль дахь бүх нийтийн энергийн хуримтлуулагч юм.
ATP молекул (аденозин трифосфат) нь бүх нийтийн эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд зөвхөн булчингийн ажлыг төдийгүй бусад олон биологийн процессуудын урсгалыг, түүний дотор булчингийн массын өсөлтийг (анаболизм) хангадаг.
ATP молекул нь аденин, рибоз, гурван фосфатаас бүрдэнэ. ATP синтезийн үйл явц нь тусдаа сэдэв бөгөөд би үүнийг дараагийн хэсэгт тайлбарлах болно. Дараахь зүйлийг ойлгох нь чухал юм. Гурван фосфатын аль нэг нь молекулаас салж, ATP нь ADP (аденозин дифосфат) болж хувирах үед энерги ялгардаг. Шаардлагатай бол дахин энерги ялгаруулж AMP (аденозин монофосфат) авахын тулд өөр фосфорын үлдэгдлийг салгаж болно.

Хамгийн чухал чанар нь ADP нь бүрэн цэнэглэгдсэн ATP болж хурдан буурч чаддаг явдал юм. ATP молекулын ашиглалтын хугацаа дунджаар нэг минутаас бага байдаг бөгөөд энэ молекулаар өдөрт 3000 хүртэл цэнэглэх цикл үүсч болно.

Эрдмийн шинжлэх ухаан энергийн илрэлийн үйл явцыг тодорхой тайлбарлаагүй тул митохондрид юу тохиолддогийг олж мэдье.
Митохондрид боломжит зөрүү үүсдэг - хүчдэл.
Википедиа ингэж хэлдэг Митохондрийн гол үүрэг бол органик нэгдлүүдийн исэлдэлт, задралын үед ялгарах энергийг дотоод мембраны уургийн электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээний дагуу электрон хөдөлгөөний улмаас үүсдэг ATP молекулын нийлэгжилтэнд ашиглах явдал юм. ...
Гэсэн хэдий ч, электрон өөрөө боломжит зөрүүгээс болж хөдөлдөг, гэхдээ энэ нь хаанаас ирдэг вэ?
Цааш нь бичсэн байна: Митохондрийн дотоод мембран нь олон тооны гүн нугалаа үүсгэдэг. Амьсгалын гинжин хэлхээний дагуу электронууд хөдөлж байх үед ялгарах энергийг хувиргах нь зөвхөн митохондрийн дотоод мембран нь ионыг үл нэвтрүүлэх тохиолдолд л боломжтой юм. Энэ нь энерги нь протоны концентрацийн зөрүү (градиент) хэлбэрээр хадгалагддагтай холбоотой юм ... Протоны матрицаас митохондрийн мембран хоорондын орон зайд шилжих хөдөлгөөн нь протоны үйл ажиллагааны улмаас хийгддэг. Амьсгалын замын гинжин хэлхээ нь митохондрийн матриц шүлтжих, мембран хоорондын зайг хүчиллэгжүүлэхэд хүргэдэг.
Эрдэмтэд хаа сайгүй зөвхөн электрон, протоныг л хардаг.Энд протон нь эерэг цэнэг, электрон нь сөрөг гэдгийг ойлгох нь чухал юм. Митохондри дахь эерэг устөрөгч ба хоёр мембран нь боломжит ялгааг хариуцдаг. Мембран хоорондын зай нь эерэг цэнэгтэй бөгөөд үүний үр дүнд хүчиллэгжиж, матриц нь сөрөг цэнэгээр шүлтлэг болдог. Боломжит ялгааг арилгах. Хурцадмал байдал үүсдэг. Гэхдээ илүү тодорхой болсонгүй, яаж ийм болсон бэ?!
Хэрэв бид Ом-ын хуульд тодорхой заасан Гурван хүчний үзэл баримтлалыг ашиглан энэ үйл явцад хандах юм бол боломжит зөрүүг үүсгэхийн тулд гүйдэл хэрэгтэй болох нь тодорхой болно. U = I x R (I = U / R ). ATP синтезийн үйл явцтай холбоотойгоор бид ажиглаж байна эсэргүүцэлмитохондрийн дотоод мембран ба боломжит зөрүүматриц ба мембран хоорондын зайд. Хаана байна эхлэх гүйдэл , энергийн потенциалыг өгч, тэрхүү муу электроныг хөдөлгөдөг тэр эерэг, үндсэн хүч? Эх сурвалж хаана байна?
Бурханыг санах цаг болсон, гэхдээ дэмий хоосон биш. Тэгээд хэн бүх амьд биетүүдэд амьдралыг амьсгалуулсан бэ? Эцсийн эцэст хүн бол гальваник батерей биш бөгөөд түүний доторх үйл явц нь зөвхөн цахилгаан биш юм. Хүний доторх үйл явц нь энтропикийн эсрэг байдаг - хөгжил, өсөлт, хөгжил цэцэглэлт, доройтол, ялзрал, үхэл биш юм.
Үргэлжлэл бий.