|
|
|
|
Дорогоцінна для організму АТФ утворюється не лише в мітохондріях, але і в цитоплазмі клітки в результаті гліколізу (від греч. "гликис" - "солодкий" і "лисис" - "розпад"). Це процес розщеплювання глюкози під дією різних ферментів (див. статтю "Ферменти"), який не вимагає участі кисню. При гліколізі одна молекула глюкози дає можливість синтезувати дві молекули АТФ. Продукти розщеплювання глюкози можуть потім вступати в реакцію бродіння, перетворюючись на етиловий спирт або молочну кислоту. Спиртне бродіння властиве дріжджам (див. статтю "Дріжджі"), а молочнокислое - кліткам тварин і деяких бактерій. Багатьом аеробним, тобто що живе виключно в безкисневій середі, організмам вистачає енергії, що утворюється в результаті гліколізу і бродіння. Але аеробним організмам необхідно доповнити цей невеликий запас, причому вельми істотно.
Продукти розщеплювання глюкози потрапляють в мітохондрію. Там від них спочатку відщеплюється молекула вуглекислого газу, який виводиться з організму при видиху. "Допалювання" відбувається в так званому циклі Кребса (по імені того, що описав його англійського біохіміка) - послідовному ланцюзі реакцій. Кожен з ферментів, що беруть участь в ній, вступає в з'єднання, а після декількох перетворень знов визволяється в первинному вигляді. Біохімічний цикл зовсім не безцільне ходіння по кругу. Він більше схожий з поромом, який снує між двома берегами, але у результаті люди і машини рухаються в потрібному направленні. В результаті тих, що здійснюються в циклі Кребса реакцій синтезуються додаткові молекули АТФ, відщеплюються додаткові молекули вуглекислого газу і атоми водню.
Жири теж беруть участь в цьому ланцюжку, але їх розщеплювання вимагає часу, тому якщо енергія потрібна терміново, то організм використовує не жири, а вуглеводи. Зате жири - дуже багате джерело енергії. Можуть окислюватися для енергетичних потреб і білки, але лише в крайньому випадку, наприклад при тривалому голодуванні. Білки для клітки - недоторканний запас.
Головний по ефективності процес синтезу АТФ відбувається за участю кисню в багатоступінчастому дихальному ланцюзі. Кисень здатний окислювати багато органічних сполук і при цьому виділяти багато енергії відразу. Але такий вибух для організму був би згубний. Роль дихального ланцюга і всього аеробного, тобто пов'язаного з киснем, дихання полягає саме в тому, щоб організм забезпечувався енергією безперервно і невеликими порціями - в тій мірі, в якій це організму потрібно. Можна провести аналогію з бензином: розлитий по землі і підпалений, він миттєво спалахне без всякої користі. А в автомобілі, згораючи помалу, бензин буде декілька годин здійснювати корисну роботу. Але для цього потрібний такий складний пристрій, як двигун.
Дихальний ланцюг в сукупності з циклом Кребса і гліколізом дозволяє довести "вихід" молекул АТФ з кожної молекули глюкози до 38. Адже при гліколізі це співвідношення було лише 2:1. Таким чином, коефіцієнт корисної дії аеробного дихання набагато більший.
|
|
|
|
|
|
|