Энергетические субстраты — что это и какое они оказывают влияние на человека

Человек — уникальное творение природы со сложными механизмами, которые недоступны для воспроизведения искусственным путем. Мы можем разобраться в действии этих сложных механизмов и необходимых условиях для их бесперебойного функционирования.

Поразительно, сколько факторов влияет на благополучие органов, в том числе на сердце. Сердце проделывает колоссальную работу и требует регулярной подпитки, которую обеспечивают энергетические субстраты (ЭС).

Что это

Ежедневно сердце — насос, перекачивающий огромные объемы крови, совершающий регулярную механическую работу. Но он также играет роль котла, куда подбрасываются дрова для сгорания, выделяющие колоссальные объемы энергии.

Дрова — это субстраты, сгорающие в присутствии кислорода. Выделяемая энергия участвует в создании Аденозин Три-Фосфатной молекулы, служащая генератором для питания всех механизмов.

Указанная выше молекула чрезвычайно важна для работоспособности человека. Представьте пример — сорокалетний мужчина, среднего роста, обладающий массой тела сорок килограмм. Его сердце в сутки образовывает около тридцати килограмм АТФ.

Для обеспечения продуктивного выделения аденозина, требуется исполнение всего трех условий:

1. Постоянная, бесперебойная транспортировка ЭС;

2. Непрерывная, устойчивая доставка кислорода.

3. Продуктивное, результативное функционирование митохондрии.

Работа комбинации описанных трех параметров гарантирует продуктивность всех процедур, действующих в организме.

Роль в синтезе АТФ

Первый пункт в описанном ранее списке, указывает на потребность энергосубстратов для обеспечения химической реакции. Сердце использует длинноцепочечные жирные кислоты, сокращенно ДЦ-ЖК, а также глюкоза и лактат (по-другому, анион молочной кислоты) в качестве субстратов.

Люди, находящиеся в состоянии покоя, при формировании три-фосфата, создают приблизительно шестьдесят, семьдесят процентов ДЦ-ЖК, и пятнадцать, двадцать глюкозы-лактата. Как было сказано, требуется О2 для синтеза, так как энерго-субстраты конкурируют между собой за окисление в митохондриях. Интересно, что вначале окисляется то “топливо», которое продуцируется в большей концентрации.

Из этого делаем вывод — энергосубстрат служит ключом в формировании аденозинового вещества, используемого для поддержания процессов жизнедеятельности. Поддержка мышечных тканей требует непрекращаемых затрат данной субстанции, но запас строго ограничен, хватает максимум на десять секунд высокоинтенсивной деятельности мышц.

Чтобы ткань мышечная функционировали длительный срок, обеспечивается синтезирование нового три-фосфата с помощью анаэробно-гликолического энергообеспечения, или просто аэробного энергообеспечения. Простым языком:

• 1-й метод гарантирует выделение 1 моль глюкозы, расходуемой на продуцирование 2-х молей 3-фосфата.

• Суть 2-го в окислении C6H12O6, благодаря которому продуцируется 34моль 3-фосфата.

Дополнительно мышца может брать необходимый заряд из жирных кислот при бета-окислении. Второй метод гарантирует создание большего количества молекулы, составляющей энергозапас.

Стадии энергообмена

Обмен энергетический (сокращенно ЭО) — поэтапное разложение сложных соединений органического типа. Оно совершается при выбросе энергии, которую мгновенно запасают три-фосфаты. Позже данный резерв применится для гарантии жизнедеятельности, а также на биосинтез и т.д.

Существует ровно 3 стадии энергообмена:

• Подготовительная — биополимеры расщепляются на мономеры.

• Бескислородная или гликолиз — распад глюкозы на пировиноградное соединение.

• Кислородная — разложение пировиноградного соединения на углекислый газ и обычную воду.

Давайте узнаем подробнее об этих этапах.

Подготовительный

Расщепливается поступающая вместе с пищевыми волокнами органика, на обычный мономер. Белки становятся аминокислотами, углеводы — сахарами, жир — жирной кислотой. В этот момент выбрасывается заряд, но не транспортируется в припасы, а рассеивается, как тепло.

Расщепляются полимеры в ЖКТ, при участии ферментов. Затем попадают в кровь, благодаря кишечнику. Далее транспортируется по всей системе к органам, клеткам и т.д.

Однако не все полимеры распадаются в пищевом тракте, иногда это случается в лизосомах, после попадание продуктов распада в кровеносную с-му.

Образованные компоненты применяются для энерго- и пластического обмена. В 1-ом случае результат — разложение, во 2ом синтезируются клетки.

Бескислородный

Происходит в цитоплазме клеток и задействует гликолиз — окисление и распад C6H12O6 до пировинограда, называемого пируватом. В состав C6H12O6 входит шесть углеродных атомов, в момент гликолиза возникает распадение состава на две компонента пирувата, в котором есть три углеродных атома. Одновременно частично отслаивается водород, позже он примет участие в последней стадии.

Гликолиз выделяет заряд, запасаемый 3-кислотой, но резерв совсем маленький, ведь глюкоза создает только два моля аденозина.

Кислородный

Состоит из 2-х небольших этапов:

• Цикла Кребса — зарождается и выбрасывается углекислый газ. Он протекает в митохондрие, точнее в ее матриксе, с помощью ферментов. Этот подэтап также дает только 2моль АТФ.

• Окислительного фосфолирования — происходит в кристе. Помимо ферментов, участвуют коферменты, создающие дыхательную цепь. Этот подэтап выбрасывает наивысший объем молекул АТФ — 32-34.

На что влияет нехватка энергосубстратов

Любая активность будет нарушена при дефиците ЭС, так как они участвуют при синтезировании 3-кислот. Люди ощущают слабость при усилении нагрузок, не могут качественно выполнять работу.

Чаще недостаток ощущают спортсмены при слишком высокой нагрузке. Интенсивные тренировки истощают человека, не дают возможности восполнить недостающее и он становится неспособным функционировать в том же темпе.

Для восполнения чаще используются специальные препараты, но подбирают время, когда спортсмен действительно вызвал собственными действиями адаптационные изменения и требуется дополнительная помощь

Энергосубстрат в эритроцитах

Углеводы не способны к синтезу внутри зрелых эритроцитов, они только эксплуатируются для других целей. Главным энерго-субстратом, эксплуатируемым эритроцитами, является глюкоза.

Она поступает в видоизмененной форме, облегченной и усваивается после диффузии, обеспеченной ГЛЮТ-2.

Дополнительно эритроцитами эксплуатируется фруктоза, инозины, ксилиты, маннозы и сорбиты.

Субстраты при парентеральном питании

Подобный вид питания задействуется, если пациент не в силах самостоятельно принимать пищу. Бывает двух видов — частичным и полным. Суть в том, что препараты с необходимыми питательными веществами вводят внутривенно. Компоненты не всасываются кишечником, как это бывает в привычной процедуре обмена, а поступают сразу в кровеносную с-му.

ПП состоит из двух основных групп — донаторы энергии и донаторы пластической материи. В состав 1-й группы входят ЭС, чаще это глицерол, принимающий участие при синтезировании липидов и гликогена.