Анализ атф что это. АТФ в биологии – определение и расшифровка (10 класс) Анализ атф

На рисунке представлены два способа изображения структуры АТФ . Аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ) относятся к классу соединений, называемых нуклеогидами. Молекула нук-леотида состоит из пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты. В молекуле АМФ сахар представлен рибо-зой, а основание - аденином. В молекуле АДФ две фосфатные группы, а в молекуле АТФ - три.

Значение АТФ

При расщеплении АТФ на АДФ и неорганический фосфат (Фн) высвобождается энергия:

Реакция идет с поглощением воды , т. е. представляет собой гидролиз (в нашей статье мы много раз встречались с этим весьма распространенным типом биохимических реакций). Отщепившаяся от АТФ третья фосфатная группа остается в клетке в виде неорганического фосфата (Фн). Выход свободной энергии при этой реакции составляет 30,6 кДж на 1 моль АТФ.

Из АДФ и фосфата может быть вновь синтезирован АТФ, но для этого требуется затратить 30,6 кДж энергии на 1 моль вновь образованного АТФ.

В этой реакции , называемой реакцией конденсации, вода выделяется. Присоединение фосфата к АДФ называется реакцией фосфорилирования. Оба приведенных выше уравнения можно объединить:

Катализирует данную обратимую реакцию фермент, называемый АТФазой .

Всем клеткам, как уже было сказано, для выполнения их работы необходима энергия и для всех клеток любого организма источником этой энергии служит АТФ . Поэтому АТФ называют «универсальным носителем энергии» или «энергетической валютой» клеток. Подходящей аналогией служат электрические батарейки. Вспомните, для чего только мы их не используем. Мы можем получать с их помощью в одном случае свет, в другом звук, иногда механическое движение, а иногда нам нужна от них собственно электрическая энергия. Удобство батареек в том, что один и тот же источник энергии - батарейку - мы можем использовать для самых разных целей в зависимости от того, куда мы ее поместим. Эту же роль играет в клетках АТФ. Он поставляет энергию для таких различных процессов, как мышечное сокращение, передача нервных импульсов, активный транспорт веществ или синтез белков, и для всех прочих видов клеточной активности. Для этого он должен быть просто «подключен» к соответствующей части аппарата клетки.

Аналогию можно продолжить. Батарейки требуется сначала изготовить, а некоторые из них (аккумуляторные) так же, как и , можно перезарядить. При изготовлении батареек на фабрике в них должно быть заложено (и тем самым израсходовано фабрикой) определенное количество энергии. Для синтеза АТФ тоже требуется энергия; источником ее служит окисление органических веществ в процессе дыхания. Поскольку для фосфорилирования АДФ энергия высвобождается в процессе окисления, такое фосфорилирование называют окислительным. При фотосинтезе АТФ образуется за счет световой энергии. Этот процесс называют фотофос-форилированием (см. разд. 7.6.2). Есть в клетке и «фабрики», производящие большую часть АТФ. Это митохондрии; в них размешаются химические «сборочные линии», на которых образуется АТФ в процессе аэробного дыхания. Наконец, в клетке происходит и перезарядка разрядившихся «аккумуляторов»: после того как АТФ, высвободив заключенную в нем энергию, превратится в АДФ и Фн, он может быть вновь быстро синтезирован из АДФ и Фн за счет энергии, полученной в процессе дыхания от окисления новой порции органических веществ.

Количество АТФ в клетке в любой данный момент очень невелико. Поэтому в АТФ следует видеть только носителя энергии, а не ее депо. Для длительного хранения энергии служат такие вещества, как жиры или гликоген. Клетки весьма чувствительны к уровню АТФ. Как только скорость его использования возрастает, одновременно возрастает и скорость процесса дыхания, поддерживающего этот уровень.

Роль АТФ в качестве связующего звена между клеточным дыханием и процессами, идущими с потреблением энергии, видна из рисунка Схема эта выглядит простой, но она иллюстрирует очень важную закономерность.

Можно, таким образом, сказать, что в целом функция дыхания заключается в том, чтобы вырабатывать АТФ .

Суммируем вкратце сказанное выше.
1. Для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата требуется 30,6 кДж энергии на 1 моль АТФ.
2. АТФ присутствует во всех живых клетках и является, следовательно, универсальным носителем энергии. Другие носители энергии не используются. Это упрощает дело - необходимый клеточный аппарат может быть более простым и работать более эффективно и экономно.
3. АТФ легко доставляет энергию в любую часть клетки к любому нуждающемуся в энергии процессу.
4. АТФ быстро высвобождает энергию. Для этого требуется всего лишь одна реакция - гидролиз.
5. Скорость воспроизводства АТФ из АДФ и неорганического фосфата (скорость процесса дыхания) легко регулируется в соответствии с потребностями.
6. АТФ синтезируется во время дыхания за счет химической энергии, высвобождаемой при окислении таких органических веществ, как глюкоза, и во время фотосинтеза - за счет солнечной энергии. Образование АТФ из АДФ и неорганического фосфата называют реакцией фос-форилирования. Если энергию для фос-форилирования поставляет окисление, то говорят об окислительном фосфорилиро-вании (этот процесс протекает при дыхании), если же для фосфорилирования используется световая энергия, то процесс называют фотофосфорилированием (это имеет место при фотосинтезе).

АТФ - это сокращённое название Аденозин Три-Фосфорной кислоты. А также можно встретить название Аденозинтрифосфат. Это нуклеоид, который играет огромную роль в обмене энергией в организме. Аденозин Три-Фосфорная кислота - это универсальный источник энергии, участвующий во всех биохимических процессах организма. Открыта эта молекула была в 1929 году учёным Карлом Ломанном. А значимость ее была подтверждена Фрицем Липманом в 1941 году.

Структура и формула АТФ

Если говорить об АТФ более подробно , то это молекула, которая даёт энергию всем процессам, происходящим в организме, в том числе она же даёт энергию для движения. При расщеплении молекулы АТФ происходит сокращение мышечного волокна, вследствие чего выделяется энергия, позволяющая произойти сокращению. Синтезируется Аденозинтрифосфат из инозина - в живом организме.

Для того чтобы дать организму энергию Аденозинтрифосфату необходимо пройти несколько этапов. Вначале отделяется один из фосфатов - с помощью специального коэнзима. Каждый из фосфатов даёт десять калорий. В процессе вырабатывается энергия и получается АДФ (аденозин дифосфат).

Если организму для действия нужно больше энергии , то отделяется ещё один фосфат. Тогда формируется АМФ (аденозин монофосфат). Главный источник для выработки Аденозинтрифосфата - это глюкоза, в клетке она расщепляется на пируват и цитозол. Аденозинтрифосфат насыщает энергией длинные волокна, которые содержат протеин - миозин. Именно он формирует мышечные клетки.

В моменты, когда организм отдыхает, цепочка идёт в обратную сторону, т. е. формируется Аденозин Три-Фосфорная кислота. Опять же в этих целях используется глюкоза. Созданные молекулы Аденозинтрифосфата будут вновь использоваться, как только это станет необходимо. Когда энергия не нужна, она сохраняется в организме и высвобождается как только это потребуется.

Молекула АТФ состоит из нескольких, а точнее, трёх компонентов:

Рибоза - это пятиуглеродный сахар, такой же лежит в основе ДНК.
Аденин - это объединённые атомы азота и углерода.
Трифосфат.

В самом центре молекулы Аденозинтрифосфата находится молекула рибозы, а её край является основной для аденозина. С другой стороны рибозы расположена цепочка из трёх фосфатов.

Системы АТФ

При этом нужно понимать, что запасов АТФ будет достаточно только первые две или три секунды двигательной активности, после чего её уровень снижается. Но при этом работа мышц может осуществляться только с помощью АТФ. Благодаря специальным системам в организме постоянно синтезируются новые молекулы АТФ. Включение новых молекул происходит в зависимости от длительности нагрузки.

Молекулы АТФ синтезируют три основные биохимические системы:

Фосфагенная система (креатин-фосфат).
Система гликогена и молочной кислоты.
Аэробное дыхание.

Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Фосфагенная система - в случае если мышцы будут работать недолго, но крайне интенсивно (порядка 10 секунд), будет использоваться фосфагенная система. В этом случае АДФ связывается с креатин фосфатом. Благодаря этой системе происходит постоянная циркуляция небольшого количества Аденозинтрифосфата в мышечных клетках. Так как в самих мышечных клетках тоже имеется фосфат креатина, он используется, чтобы восстановить уровень АТФ после высокоинтенсивной короткой работы. Но уже секунд через десять уровень креатин фосфата начинает снижаться - такой энергии хватает на короткий забег или интенсивную силовую нагрузку в бодибилдинге.

Гликоген и молочная кислота - снабжает энергией организм медленнее, чем предыдущая. Она синтезирует АТФ, которой может хватить на полторы минуты интенсивной работы. В процессе глюкоза в мышечных клетках формируется в молочную кислоту за счёт анаэробного метаболизма .

Так как в анаэробном состоянии кислород организмом не используется, то данная система даёт энергию так же как и в аэробной системе, но время экономится. В анаэробном режиме мышцы сокращаются крайне мощно и быстро. Такая система может позволить пробежать четыреста метров спринта или более длительную интенсивную тренировку в зале. Но долгое время работать таким образом не позволит болезненность в мышцах, которая появляется из-за переизбытка молочной кислоты.

Аэробное дыхание - эта система включается, если тренировка продолжается более двух минут. Тогда мышцы начинают получать Аденозинтрифосфат из углеводов, жиров и протеинов. В этом случае АТФ синтезируется медленно, зато энергии хватает надолго — физическая активность может продолжаться несколько часов. Это происходит благодаря тому, что глюкоза распадается без препятствий, у неё нет никаких противодействий, препятствующих со стороны - как препятствует молочная кислота в анаэробном процессе.

Роль АТФ в организме

Из предыдущего описания понятно, что основная роль аденозинтрифосфата в организме - это обеспечение энергией всех многочисленных биохимических процессов и реакций в организме. Большинство энергозатратных процессов у живых существ происходят благодаря АТФ.

Но помимо этой главной функции, аденозинтрифосфат выполняет и другие:

Роль АТФ в организме и жизни человека хорошо известна не только учёным, но и многим спортсменам и бодибилдерам, так как её понимание помогает сделать тренировки более эффективными и правильно рассчитывать нагрузки. Для людей, которые занимаются силовыми тренировками в зале, спринтерскими забегами и другими видами спорта, очень важно понимать, какие упражнения требуется выполнять в тот или иной момент времени. Благодаря этому можно сформировать желаемое строение тела, проработать мышечную структуру, снизить излишний вес и добиться других желаемых результатов.

Живые организмы представляют собой термодинамически неустойчивые системы. Для их формирования и функционирования необходимо непрерывное поступление энергии в форме, пригодной для многопланового использования. Для получения энергии практически все живые существа на планете приспособились подвергать гидролизу одну из пирофосфатных связей АТФ. В связи с этим одна из главных задач биоэнергетики живых организмов это восполнение использованных АТФ из АДФ и АМФ.

АТФ - нуклеозидтрифосфат, состоит из гетероциклического основания - аденина, углеводного компонента - рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, соединенных последовательно друг с другом. В молекуле АТФ имеются три макроэнергетические связи.

АТФ содержится в каждой клетке животных и растений - в растворимой фракции цитоплазмы клетки - митохондриях, и ядрах. Она служит главным переносчиком химической энергии в клетки и играет важную роль в ее энергетике.

АТФ образуется из АДФ (аденозиндифосфорной) кислоты и неорганического фосфата (Фн) за счет энергии окисления в специфических реакциях фосфорилирования, происходящих в процессах гликолиза, внутримышечного дыхания и фотосинтеза. Эти реакции протекают в мембранах фторопластов и митохондрий, а также в мембранах фотосинтезирующих бактерий.

При химических реакциях в клетке потенциальная химическая энергия, запасенная в макроэнергетических связях АТФ, может переходить во вновь образующиеся фосфорилированные соединения: АТФ + D-глюкоза= АДФ + D - глюкозо-6-фосфат.

Она преобразуется в энергию тепловую, лучистую, электрическую, механическую и т.п., то есть служит в организме для теплообразования, свечения, накопления электричества, выполнения механической работы, биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, сложных углеводов, липидов.

В организме АТФ синтезируется путём фосфорилирования АДФ:

АДФ + H 3 PO 4 + энергия → АТФ + H 2 O.

Фосфорилирование АДФ возможно двумя способами: субстратное фосфорилирование и окислительное фосфорилирование (используя энергию окисляющихся веществ). Основная масса АТФ образуется на мембранах митохондрий в ходе окислительного фосфорилирования H-зависимой АТФ-синтазой. Субстратное фосфорилирование АТФ не требует участия мембранных ферментов, оно происходит в процессе гликолиза или путём переноса фосфатной группы с других макроэргических соединений.

Реакции фосфорилирования АДФ и последующего использования АТФ в качестве источника энергии образуют циклический процесс, составляющий суть энергетического обмена.

В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ, так у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000-3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день), то есть запаса АТФ в организме практически не создаётся, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

АТФ - единый универсальный источник энергии для функциональной деятельности клетки.

Биохимический анализ крови - лабораторный метод исследования, который используется во всех областях медицины (терапии, гастроэнтерологии, ревматологии и др.) и отражает функциональное состояние различных органов и систем.

Забор для биохимического анализа крови осуществляется из вены, натощак. До исследования не нужно есть, пить и принимать лекарственные препараты. В особых случаях, например при необходимости приема лекарств ранним утром, следует проконсультироваться с вашим лечащим врачом, который даст более точные рекомендации.

Такое исследование предполагает забор крови из вены натощак. Желательно не принимать пищу и какие-либо жидкости, за исключением воды, за 6-12 часов до процедуры. На точность и достоверность результатов анализа влияет, правильной ли была подготовка к биохимическому анализу крови, и соблюдали ли Вы рекомендации врача. Врачи советуют делать биохимический анализ крови в утренние часы и СТРОГО натощак.

Срок исполнения биохимического анализа крови: 1 день, возможен экспресс-метод.

Биохимический анализ крови выявляет количество содержания следующих показателей в крови (расшифровка):

Углеводы. Биохимический анализ крови

Углеводы - глюкоза, фруктозамин.

Сахар (глюкоза)

Наиболее частым показателем углеводного обмена является содержание сахара в крови. Его кратковременное повышение возникает при эмоциональном возбуждении, стрессовых реакциях, болевых приступах, после приема пищи.Норма — 3,5—5,5 ммоль/л (тест на толерантность к глюкозе, тест с сахарной нагрузкой) .С помощью данного анализа можно выявить сахарный диабет. Стойкое повышение сахара в крови наблюдается также при других заболеваниях эндокринных желез.Повышение уровня содержания глюкозы говорит о нарушении обмена углеводов и свидетельствует развитии сахарного диабета. Глюкоза — универсальный источник энергии для клеток, главное вещество, из которого любая клетка человеческого организма получает энергию для жизни. Потребность организма в энергии, а значит, в глюкозе, увеличивается параллельно физической и психологической нагрузке под действием гормона стресса — адреналина. Больше она и во время роста, развития, выздоровления (гормоны роста, щитовидной железы, надпочечников).Для усвоения глюкозы клетками необходимо нормальное содержание инсулина — гормона поджелудочной железы. При его недостатке (сахарный диабет) глюкоза не может пройти в клетки, уровень ее содержания в крови повышен, а клетки голодают.Повышение уровня содержания глюкозы (гипергликемия) наблюдается при:

сахарном диабете (из-за недостаточности инсулина);
физической или эмоциональной нагрузке (из-за выброса адреналина);
тиреотоксикозе (из-за повышения функции щитовидной железы);
феохромоцитоме — опухоли надпочечников, которые выделяют адреналин;
акромегалии, гигантизме (повышается содержание гормона роста);
синдроме Кушинга (повышается содержание гормона надпочечников кортизола);
заболеваниях поджелудочной железы — таких, как панкреатит, опухоль, муковисцидоз; О хронических заболеваниях печени и почек.

class="we">

Снижение уровня содержания глюкозы (гипогликемия) характерно для:

голодания;
передозировки инсулина;
заболеваний поджелудочной железы (опухоль из клеток, синтезирующих инсулин);
опухолей (происходит избыточное потребление глюкозы как энергетического материала опухолевыми клетками);
недостаточности функции эндокринных желез (надпочечников, щитовидной, гипофиза).

Оно также бывает:

при тяжелых отравлениях с поражением печени — например, отравлении алкоголем, мышьяком, соединениями хлора, фосфора, салицилатами, антигистаминами;
при состояниях после гастрэктомии, заболеваниях желудка и кишечника (нарушение всасывания);
при врожденной недостаточности у детей (галактоземия, синдром Гирке);
у детей, рожденных от матерей с сахарным диабетом;
у недоношенных детей.

ФРУКТОЗАМИН

Образуется из альбумина крови при кратковременном повышении уровня глюкозы — гликированный альбумин. Используется, в отличие от гликированного 54 гемоглобина, для кратковременного контроля состояния больных сахарным диабетом (особенно новорожденных), эффективности лечения.

Норма фруктозамина: 205 — 285 мкмоль/л. У детей уровень фруктозамина немного ниже, чем у взрослых.

Пигменты. Биохимический анализ крови

Пигменты - билирубин, билирубин общий, билирубин прямой.

Билирубин

Из показателей пигментного обмена наиболее часто определяют билирубин различных форм — оранжево-коричневый пигмент желчи, продукт распада гемоглобина. Образуется он, главным образом, в печени, откуда поступает с желчью в кишечник.

Такие показатели биохимии крови, как билирубин, позволяют определить возможную причину желтухи и оценить ее тяжесть. В крови встречаются два вида этого пигмента — прямой и непрямой. Характерным признаком большинства заболеваний печени является резкое возрастание концентрации прямого билирубина, а при механических желтухах он повышается особенно значительно. При гемолитических желтухах в крови нарастает концентрация непрямого билирубина.

Норма общего билирубина: 5-20 мкмоль/л.

При повышении выше 27 мкмоль/л начинается желтуха. Высокое содержание может быть причиной рака или заболеваний печени, гепатита, отравления или цирроза печени, желчекаменной болезни, либо недостатке витамина B12.

Прямой билирубин

Норма прямого билирубина: 0 — 3,4 мкмоль/л.

Если прямой билирубин выше нормы, то для врача эти показатели билирубина — повод поставить следующий диагноз:
острый вирусный или токсический гепатит
инфекционное поражение печени, вызванное цитомегаловирусом, вторичный и третичный сифилис
холецистит
желтуха у беременных
гипотиреоз у новорожденных.

Жиры (липиды). Биохимический анализ крови

Липиды - общий холестерин, холестерин ЛПВП, холестерин ЛПНП, триглицериды.

При нарушении жирового обмена повышается содержание в крови липидов и их фракций: триглицеридов, липопротеидов и эфиров холестерина. Эти же показатели имеют значение для оценки функциональных способностей печени и почек при множестве заболеваний.

ожирении;
гепатитах;
атеросклерозе;
нефрозах;
диабете.

class="we">

Об одном из основных липидов — холестерине мы поговорим несколько подробнее.

ХОЛЕСТЕРИН

Липиды (жиры) — необходимые для живого организма вещества. Основной липид, который человек получает из пищи и из которого затем образуются собственные липиды — холестерин. Он входит в состав клеточных мембран, поддерживает их прочность. Из него 40 синтезируются так называемые стероидные гормоны: гормоны коры надпочечников, регулирующие водно-солевой и углеводный обмен, приспосабливающие организм к новым условиям; половые гормоны.

Из холестерина образуются желчные кислоты, участвующие в усвоении жиров в кишечнике.

Из холестерина в коже под действием солнечных лучей синтезируется витамин D, необходимый для усвоения кальция. При повреждении целостности сосудистой стенки и/или избытке холестерина в крови он осаждается на стенку и образует холестериновую бляшку. Это состояние называется атеросклерозом сосудов: бляшки суживают просвет, мешают кровотоку, нарушают гладкость течения крови, усиливают свертываемость крови, способствуют образованию тромбов. В печени образуются различные комплексы липидов с белками, циркулирующие в крови: липопротеиды высокой, низкой и очень низкой плотности (ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП); общий холестерин поделен между ними.

Липопротеиды низкой и очень низкой плотности осаждаются в бляшках и способствуют прогрессирова-нию атеросклероза. Липопротеиды высокой плотности за счет наличия в них специального белка — апопротеина А1 — способствуют «вытягиванию» холестерина из бляшек и играют защитную роль, останавливают атеросклероз. Для оценки риска состояния важен не суммарный уровень содержания общего холестерина, а анализ соотношения его фракций.

Нормы холестерина общего в крови — 3,0—6,0 ммоль/л.

Нормы уровня холестерина ЛПВП для мужчин — 0,7—1,73 ммоль/л, для женщин уровень холестерина крови в норме- 0,86—2,28 ммоль/л.

Общий холестерин

Повышение его содержания могут обуславливать:

генетические особенности (семейные гиперлипопротеи-немии);
заболевания печени;
гипотиреоз (недостаточность функции щитовидной железы);
алкоголизм;
ишемическая болезнь сердца (атеросклероз);
беременность;
прием синтетических препаратов половых гормонов (контрацептивы).

class="we">

Снижение уровня содержания общего холестерина указывает на:

гипертиреоз (избыток функции щитовидной железы);
нарушение усвоения жиров.

class="we">

Холестерин ЛПВП

Снижение может означать:

декомпенсированный сахарный диабет;
ранний атеросклероз коронарных артерий.

class="we">

Холестерин ЛПНП

гипотиреоз;
заболевания печени;
беременность;

class="we">

ТРИГЛИЦЕРИДЫ

Другой класс липидов, не являющийся производным холестерина. Повышение содержания триглицеридов может указывать на:

генетические особенности липидного обмена;
ожирение;
нарушение толерантности к глюкозе;
заболевания печени (гепатит, цирроз);
алкоголизм;
ишемическую болезнь сердца;
гипотиреоз;
беременность;
сахарный диабет;
прием препаратов половых гормонов.

class="we">

Снижение уровня их содержания бывает при гипертиреозе и недостаточности питания или всасывания.

Норма триглицеридов

Возраст	Уровень триглицеридов, ммоль/л
Возраст	Мужчины	Женщины

Вода и минеральные соли . Биохимический анализ крови

Неорганические вещества и витамины - железо, калий, кальций, натрий, хлор, магний, фосфор, витамин В12, фолиевая кислота.

Анализ крови показывает тесную взаимосвязь обмена воды и минеральных солей в организме. Его обезвоживание развивается при интенсивной потере воды и электролитов через желудочно-кишечный тракт при неукротимой рвоте, через почки при повышенном диурезе, через кожу при сильном потении.

Различные расстройства водно-минерального обмена могут наблюдаться при тяжелых формах сахарного диабета, при сердечной недостаточности, циррозе печени. При биохимическом анализе крови изменение концентрации фосфора, кальция свидетельствует о нарушении минерального обмена, что встречается при заболеваниях почек, рахите, некоторых гормональных нарушениях.

Важные показатели биохимического анализа крови — содержание калия, натрия и хлора. Поговорим об этих элементах и их значении более подробно.

КАЛИЙ, НАТРИЙ, ХЛОРИДЫ

Эти важные элементы и химические соединения обеспечивают электрические свойства клеточных мембран. По разные стороны клеточной мембраны специально поддерживается разница концентрации и заряда: натрия и хлоридов больше снаружи клетки, а калия внутри, но при этом меньше, чем натрия снаружи. Это создает разность потенциалов между сторонами клеточной мембраны — заряд покоя, который позволяет клетке быть живой и реагировать на нервные импульсы, участвуя в системной деятельности организма. Теряя заряд, клетка выбывает из системы, так как не может воспринимать команды мозга. Получается, что ионы натрия и ионы хлора — внеклеточные ионы, ион калия — внутриклеточный.

Кроме поддержания потенциала покоя, эти ионы принимают участие в генерации и проведении нервного импульса — потенциала действия. Регуляция минерального обмена в организме (гормоны коры надпочечников) направлена на задержку натрия, которого не хватает в натуральной пище (без поваренной соли) и выведение калия из крови, куда он попадает при разрушении клеток. Ионы вместе с другими растворенными веществами удерживают жидкость: цитоплазму внутри клеток, внеклеточную жидкость в тканях, кровь — в кровеносных сосудах, регулируя артериальное давление, предотвращая развитие отеков.

Хлориды играют важную роль в пищеварении — они входят в состав желудочного сока.

Что же означает изменение концентрации этих веществ?

Калий

повреждение клеток (гемолиз — разрушение клеток крови, тяжелое голодание, судороги, тяжелые травмы);
обезвоживание;
острая почечная недостаточность (нарушение выведения почками); ,
надпочечниковая недостаточность.

class="we">

хроническое голодание (непоступление калия с пищей);
продолжительные рвота, понос (потеря с кишечным соком);
нарушение функции почек;
избыток гормонов коры надпочечников (в том числе прием лекарственных форм кортизона);
муковисцидоз.

class="we">

Натрий

избыточное потребление соли;
потеря внеклеточной жидкости (профузный пот, тяжелая рвота и диарея, повышенное мочеотделение при несахарном диабете);
повышенная функция коры надпочечников;
нарушение центральной регуляции водно-солевого обмена (патология гипоталамуса, кома).

class="we">

потеря элемента (злоупотребление мочегонными, патология почек, надпочечниковая недостаточность);
снижение концентрации за счет повышения объема жидкости (сахарный диабет, хроническая сердечная недостаточность, цирроз печени, нефротический синдром, отеки).

class="we">

Нормы натрия в крови (Sodium): 136 — 145 ммоль/л.

Хлор

обезвоживание;
острая почечная недостаточность;
несахарный диабет;
отравление салицилатами;
повышенная функция коры надпочечников.

class="we">

избыточное потоотделение, рвота, промывание желудка;
увеличение объема жидкости.

class="we">

Норма хлора в сыворотке крови — 98 — 107 ммоль/л.

КАЛЬЦИЙ

Участвует в проведении нервного импульса, особенно в сердечной мышце. Как все ионы, удерживает жидкость в сосудистом русле, препятствуя развитию отеков.

Кальций необходим для мышечного сокращения, свертывания крови. Входит в состав костной ткани и эмали зубов.

Уровень кальция в крови регулируется гормоном паращитовидных желез и витамином D. Паратгормон повышает уровень содержания кальция в крови, вымывая этот элемент из костей, увеличивая его всасывание в кишечнике и задерживая выведение почками.

злокачественных опухолях с поражением костей (метастазы, миелома, лейкозы);
саркоидозе;
избытке витамина D;
обезвоживании.

class="we">

снижение функции щитовидной железы;
дефицит витамина D;
хроническую почечную недостаточность;
дефицит магния;
гипоальбуминемию.

class="we">

Норма кальция Са в крови: 2,15 — 2,50 ммоль/л.

ФОСФОР НЕОРГАНИЧЕСКИЙ

Элемент, входящий в состав нуклеиновых кислот, костной ткани и основных систем энергообеспечения клетки — АТФ. Уровень его содержания регулируется параллельно с уровнем содержания кальция.

Если уровень содержания фосфора выше нормы, происходит:

разрушение костной ткани (опухоли, лейкоз, саркоидоз);
избыточное накопление витамина D;
заживление переломов;
снижение функции паращитовидных желез.

class="we">

Снижение уровня содержания фосфора может укаывать на:

недостаток гормона роста;
дефицит витамина D;
нарушение всасывания, тяжелый понос, рвоту;
гиперкальциемию.

class="we">

Норма фосфора в крови

МАГНИЙ

Антагонист кальция. Способствует расслаблению мышц. Участвует в синтезе белка. Повышение его содержания (ги-пермагниемия) свидетельствует о наличии одного из перечисленных состояний:

обезвоживание;
почечная недостаточность;
надпочечниковая недостаточность;
множественная миелома.

class="we">

нарушение поступления и/или всасывания магния;
острый панкреатит;
снижение функции паращитовидной железы;
хронический алкоголизм;
беременность.

class="we">Норма магния в плазме крови для взрослых — 0,65 - 1,05 ммоль/л.

ЖЕЛЕЗО

гемолитическая анемия (разрушение эритроцитов и выход их содержимого в цитоплазму);
серповидно-клеточная анемия (патология гемоглобина, эритроциты имеют неправильную форму и тоже разрушаются);
апластическая анемия (патология костного мозга, эритроциты не образуются, и железо не используется);
острый лейкоз;
избыточное лечение препаратами железа.

class="we">

Снижение уровня содержания железа может указывать на:

железодефицитную анемию;
гипотиреоз;
злокачественные опухоли;
скрытое кровотечение (желудочно-кишечное, гинекологическое).

class="we">

ФОЛАТЫ

дефицит фолиевой кислоты;
дефицит витамина В12;
алкоголизм;
недостаточность питания;
нарушение всасывания.

class="we">Норма фолиевой кислоты в сыворотке крови — 3 — 17 нг/мл.

Цианокобаламин. Кобаламин. Витамин В12. В12-дефицитная анемия

Витамин В12 (или цианокобаламин, кобаламин) — уникальный витамин в организме человека, содержащий незаменимые минеральные элементы. Большое количество витамина B12 необходимо селезенке и почкам, несколько меньше поглощается мышцами. Кроме того, витамин В12 содержится в молоке матери.

Дефицит витамина B12 приводит к серьезным, опасным для здоровья последствиям — развивается B 12-дефицитная анемия. Особенно подвержены В12 анемии вегетарианцы и любители диет, исключившие из свого рациона яйца и молочные продукты.

При недостатке цианокобаламина происходят изменения в клетках костного мозга, полости рта, языка и желудочно-кишечного тракта, что ведет к нарушению кроветворения, появлению симптомов неврологических расстройств (психические расстройства, полиневриты, поражение спинного мозга).

Норма витамина Б 12: 180 — 900 пг/мл

Ферменты. Биохимический анализ крови

Для оценки функционального состояния эндокринных желез определяют содержание в крови гормонов, для изучения специфической активности органов — содержание ферментов, для диагностики гиповитаминозов — содержание витаминов.

В биохимии крови на нарушение функции печени указывает повышение таких показателей, как АЛТ, ACT, ПТ, щелочная фосфатаза, холинэстераза. При определении биохимии крови изменение уровня амилазы говорит о патологии поджелудочной железы. Повышение уровня креатинина, определяемого при биохимическом анализе крови, характерно для почечной недостаточности. На инфаркт миокарда указывает повышение концентрации КФК-МВ, ДЦГ.

Ферменты - аланинаминотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ), гамма-глутамилтрансфераза (Гамма-ГТ), амилаза, амилаза панкреатическая, лактат, креатинкиназа, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), фосфатаза щелочная, липаза, холинэстераза.

АЛАНИНАМИНОТРАНСФЕРАЗА (АлАТ)

Это фермент, вырабатываемый клетками печени, скелетных мышц и сердца.

Повышение уровня его содержания может быть вызвано:

разрушением клеток печени при некрозе, циррозе, желтухе, опухоли, употреблении алкоголя;
инфарктом миокарда;
разрушением мышечной ткани в результате травм, миозита, мышечной дистрофии;
ожогами;
токсическим действием на печень лекарств (антибиотиков и др.).

class="we">

Норма АЛТ (норма АлАТ) - для женщин — до 31 Ед/л, для мужчин норма АлАТ — до 41 Ед/л.

АСПАРТАТАМИНОТРАНСФЕРАЗА (AcAT)

Фермент, вырабатываемый клетками сердца, печени, скелетных мышц и эритроцитами. Его содержание может быть повышено, если имеются:

повреждение печеночных клеток (гепатит, токсическое повреждение лекарствами, алкоголь, метастазы в печень);
сердечная недостаточность, инфаркт миокарда;
ожоги, тепловой удар.

class="we">

Норма АСТ в крови - для женщин — до 31 Ед/л, для мужчин норма АсАТ — до 41 Ед/л.

ГАММА-ГЛУТАМИЛТРАНСФЕРАЗА (ГАММА-ГТ)

Этот фермент вырабатывается клетками печени, а также клетками поджелудочной, предстательной и щитовидной желез.

Если выявлено повышение его содержания, в организме могут быть:

заболевания печени (алкоголизм, гепатит, цирроз, рак);
заболевания поджелудочной железы (панкреатит, сахарный диабет);
гипертиреоз (гиперфункция щитовидной железы);
рак предстательной железы.

class="we">

В крови здорового человека содержание гаммы ГТ незначительно. Для женщин норма ГГТ — до 32 Ед/л. Для мужчин — до 49 Ед/л. У новорожденных норма гаммы ГТ в 2—4 раза выше, чем у взрослых.

АМИЛАЗА

Фермент амилаза вырабатывают клетки поджелудочной и околоушной слюнной желез. Если повышается уровень его содержания, это означает:

панкреатит (воспаление поджелудочной железы);
паротит (воспаление околоушной слюнной железы).

class="we">

недостаточности функции поджелудочной железы;
муковисцидозе.

class="we">Норма альфа-амилазы в крови (норма диастазы) - 28 -100 Ед/л. Нормы амилазы панкреатической - от 0 до 50 Ед/л.

ЛАКТАТ

Молочная кислота. Образуется в клетках в процессе дыхания, особенно много в мышцах. При полноценном снабжении кислородом не накапливается, а разрушается до нейтральных продуктов и выводится. В условиях гипоксии (недостатка кислорода) накапливается, вызывает чувство мышечной усталости, нарушает процесс тканевого дыхания.

прием пищи;
интоксикация аспирином;
введение инсулина;
гипоксия (недостаточное снабжение кислородом тканей: кровотечение, сердечная недостаточность, дыхательная недостаточность, анемия);
инфекции (пиелонефрит);
третий триместр беременности;
хронический алкоголизм.

class="we">

КРЕАТИНКИНАЗА

Повышение его содержания может быть признаком следующих состояний:

инфаркт миокарда;
повреждения мышц (миопатии, миодистрофии, травмы, хирургические вмешательства, инфаркты);
беременность;
алкогольный делирий (белая горячка);
черепно-мозговая травма.

class="we">

малая мышечная масса;
неподвижный образ жизни.

class="we">Нормы креатинкиназы МВ в крови — 0—24 Ед/л.

ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА (ЛДГ)

Внутриклеточный фермент, образующийся во всех тканях организма.

Повышение его содержания бывает при:

разрушении клеток крови (серповидноклеточная, мега-лобластическая, гемолитическая анемии);
заболеваниях печени (гепатиты, цирроз, механическая желтуха);
повреждениях мышц (инфаркт миокарда);
опухоли, лейкемии;
повреждениях внутренних органов (инфаркт почки, острый панкреатит).

class="we"> Норма ЛДГ для новорожденных — до 2000 Ед/л. У детей до 2 лет активность ЛДГ по-прежнему высока — 430 Ед/л, от 2 до 12 — 295 Ед/л. Для детей старше 12 лет и у взрослых норма ЛДГ — 250 Ед/л.

ФОСФАТАЗА ЩЕЛОЧНАЯ

Фермент, образующийся в костной ткани, печени, кишечнике, плаценте, легких. Уровень его содержания повышается, когда имеют место:

беременность;
повышенный обмен в костной ткани (быстрый рост, заживление переломов, рахит, гиперпаратиреоз);
заболевания костей (остеогенная саркома, метастазы рака в кости, миеломная болезнь);
заболевания печени, инфекционный мононуклеоз.

class="we">

гипотиреозе (гипофункции щитовидной железы);
анемии (малокровии);
недостатке витамина С (цинга), В12, цинка, магния;
гипофосфатаземии.
Норма щелочной фосфатазы в крови женщины — до 240 Ед/л, мужчины — до 270 Ед/л. Щелочная фосфатаза влияет на рост костей, поэтому у детей ее содержание выше, чем у взрослых.

class="we">

ХОЛИНЭСТЕРАЗА

Фермент, образующийся в печени. Основное использование — для диагностики возможного отравления инсектицидами и оценки функции печени.

Повышение его содержания может говорить о:

гиперлипопротеинемии FV типа;
нефрозе;
ожирении;
раке молочной железы.

class="we">

отравление фосфорорганическими соединениями;
патология печени (гепатит, цирроз, метастазы в печень);
дерматомиозит.

class="we">

Такое снижение характерно также для состояния после хирургических операций.

Норма холинэстеразы — 5300 — 12900 Ед/л

ЛИПАЗА

Фермент, расщепляющий жиры пищи. Выделяется поджелудочной железой. При панкреатите более чувствительна и специфична, чем амилаза, при простом паротите, в отличие от амилазы, не изменяется.

панкреатит, опухоли, кисты поджелудочной железы;
желчная колика;
перфорация полого органа, непроходимость кишечника, перитонит.
Норма липазы для взрослых — 0 до 190 Ед/мл.

class="we">

БЕЛОК. Биохимический анализ крови

Белки — главный биохимический критерий жизни. Они входят в состав всех анатомических структур (мышцы, клеточные мембраны), переносят вещества по крови и в клетки, ускоряют течение биохимических реакций в организме, распознают вещества — свои или чужие и защищают свои от чужих, регулируют обмен веществ, удерживают жидкость в кровеносных сосудах и не дают ей уходить в ткани.

Белки - альбумин, общий белок, С-реактивный белок, гликированный гемоглобин, миоглобин, трансферрин, ферритин, железосвязывающая способность сыворотки (ЖСС), ревматоидный фактор.

Общий белок

Белки синтезируются в печени из аминокислот пищи. Общий белок крови состоит из двух фракций: альбумины и глобулины.

Повышение уровня содержания белка (гиперпротеинемия) говорит о наличии:

обезвоживания (ожоги, диарея, рвота — относительное повышение концентрации белка за счет снижения объема жидкости);
миеломной болезни (избыточная продукция гамма-глобулинов).

class="we">

Снижение уровня содержания белка называется гипопротеинемией и бывает при:

голодании (полном или только белковом — строгом вегетарианстве, нервной анорексии);
заболеваниях кишечника (нарушении всасывания);
нефротическом синдроме;
кровопотере;
ожогах;
опухолях;
хроническом и остром воспалении;
хронической печеночной недостаточности (гепатите, циррозе).

class="we">

Нормы белка в крови

Альбумины

Альбумины — один из двух типов общего белка; основная их роль — транспортная.

Истинной (абсолютной) гиперальбуминемии не бывает.

Относительная возникает при снижении общего объема жидкости (обезвоживании).

Снижение (гипоальбуминемия) совпадает с признаками общей гипопротеинемии.

Норма альбумина в крови:

ГЛИКИРОВАННЫЙ ГЕМОГЛОБИН

Образуется из гемоглобина при долго повышенном уровне глюкозы (гипергликемии) — в течение не менее 120 дней (длительность жизни эритроцита). Используется для оценки компенсированности сахарного диабета, долговременного контроля эффективности лечения.

Норма гемоглобина, г/л - Мужчины - 135—160, Женщины - 120—140.

АПОБЕЛОК A1

Защитный фактор против атеросклероза. Нормальный уровень его содержания в сыворотке крови зависит от возраста и пола.

Повышение уровня содержания апобелка А1 наблюдается при:

снижении веса;
физической нагрузке.

class="we">

генетические особенности липидного обмена;
ранний атеросклероз коронарных сосудов;
некомпенсированный сахарный диабет;
курение;
пища, богатая углеводами и жирами.

class="we"> Нормальные уровни апоА1 в гемоплазме различны для мужчин и женщин: 1,1—2,05 и 1,25—2,15 г/л

АПОБЕЛОК В

Фактор риска атеросклероза. Нормальный уровень в сыворотке зависит от пола и возраста.

Повышение уровня апобелка В бывает при:

злоупотреблении алкоголем;
приеме препаратов стероидных гормонов (анаболики, глюкокортикоиды);
раннем атеросклерозе коронарных сосудов;
заболеваниях печени;
беременности;
сахарном диабете;
гипотиреозе.

class="we">

Снижение его содержания вызывают:

диета с низким содержанием холестерина;
гипертиреоз;
генетические особенности липидного обмена;
потеря веса;
острый стресс (тяжелая болезнь, ожоги).
АПО-В норма содержания в плазме крови - 0,8-1,1 г/л.

class="we">

МИОГЛОБИН

Белок мышечной ткани, отвечает за ее дыхание.

Повышение его содержания бывает при следующих состояниях:

инфаркт миокарда;
уремия (почечная недостаточность);
мышечное перенапряжение (спорт, электроимпульсная терапия, судороги);
травмы, ожоги.

class="we">

Снижение уровня содержания миоглобина вызывают аутоиммунные состояния, когда вырабатываются аутоантитела против миоглобина; это бывает при полимиозите, ревматоидном артрите, миастении.

Норма миоглобина, мкг/л - женщины 12—76, мужчины 19—92.

КРЕАТИНКИНАЗА MB

Одна из фракций общей креатинкиназы.

Повышение ее уровня указывает на:

острый инфаркт миокарда;
острое повреждение скелетных мышц.
Нормы креатинкиназы МВ в крови — 0—24 Ед/л

class="we">

ТРОПОНИН 1

Специфический сократительный белок сердечной мышцы. Повышение его содержания вызывается:

инфарктом миокарда;
ишемической болезнью сердца.
В норме содержание Тропонина I: 0,00 - 0,07 нг/мл.

class="we">

ФЕРРИТИН

Белок, в составе которого железо находится в депо, запасаясь на будущее. По его уровню можно судить о достаточности запасов железа в организме. Повышение содержания ферритина может указывать на:

избыток железа (некоторые заболевания печени);
острый лейкоз;
воспалительный процесс.

class="we">

Снижение уровня содержания этого белка означает дефицит в организме железа.

Норма ферритина в крови для взрослых мужчин — 20 - 250 мкг/л. Для женщин норма анализа крови на ферритин — 10 — 120 мкг/л.

Трансферрин

Трансферрин — белок в плазме крови, основной переносчик железа.

Насыщение трансферрина происходит благодаря его синтезу в печени и зависит от содержания железа в организме. С помощью анализа трансферрина можно оценить функциональное состояние печени.

Повышенный трансферрин — симптом дефицита железа (предшествует развитию железодефицитной анемии в течение нескольких дней или месяцев). Повышение трансферрина происходит вследствие приема эстрогенов и оральных контрацептивов.

Пониженный трансферрин в сыворотке крови — повод для врача поставить следующий диагноз: хронические воспалительные процессы, гемохроматоз, цирроз печени,
ожоги, злокачественные опухоли, избыток железа.

Повышение трансферрина в крови происходит также в результате приема андрогенов и глюкокортикоидов.

Норма трансферрина в сыворотке крови — 2,0—4,0 г/л. Содержание трансферрина у женщин на 10% выше, уровень трансферрина увеличивается при беременности и снижается у пожилых людей.

Низкомолекулярные азотистые вещества. Биохимический анализ крови

Низкомолекулярные азотистые вещества - креатинин, мочевая кислота, мочевина.

МОЧЕВИНА

Продукт обмена белков, удаляющийся почками. Часть мочевины остается в крови.

Если в крови повышено содержание мочевины, это свидетельствует об одном из следующих патологических процессов:

нарушение функции почек;
непроходимость мочевыводящих путей;
повышенное содержание белка в пище;
повышенное разрушение белка (ожоги, острый инфаркт миокарда).

class="we">

В случае снижения уровня содержания мочевины в организме могут иметь место:

белковое голодание;
избыточное потребление белка (беременность, акромегалия);
нарушение всасывания.
Норма мочевины у детей до 14 лет — 1,8—6,4 ммоль/л, у взрослых — 2,5—6,4 ммоль/л. У людей старше 60 лет норма мочевины в крови - 2,9—7,5 ммоль/л.

class="we">

КРЕАТИНИН

Креатинин — как и мочевина, продукт обмена белков, выводящийся почками. В отличие от содержания мочевины, содержание креатинина зависит не только от уровня содержания белка, но от интенсивности его обмена. Таким образом, при акромегалии и гигантизме (повышенный синтез белка) уровень его содержания растет, в отличие от уровня содержания мочевины. В остальном причины изменения уровня его содержания те же, что для мочевины.

Норма креатинина в крови женщины: 53—97 мкмоль/л, мужчины - 62—115 мкмоль/л. Для детей до 1 года нормальный уровень креатинина — 18—35 мкмоль/л, от года до 14 лет — 27—62 мкмоль/л.

МОЧЕВАЯ КИСЛОТА

Мочевая кислота — продукт обмена нуклеиновых кислот, выводящийся из организма почками.

подагры, так как происходит нарушение обмена нуклеиновых кислот;
почечной недостаточности;
миеломной болезни;
токсикоза беременных;
употребления пищи, богатой нуклеиновыми кислотами (печень, почки);
тяжелой физической работы.

class="we">

болезни Вильсона—Коновалова;
синдроме Фанкони;
диете, бедной нуклеиновыми кислотами.

class="we">

Норма мочевой кислоты для детей до 14 лет — 120 — 320 мкмоль/л, для взрослых женщин — 150 — 350 мкмоль/л. Для взрослых мужчин норма уровня мочевой кислоты — 210 — 420 мкмоль/л.

С удовольствием разместим Ваши статьи и материалы с указанием авторства.
Информацию присылайте на почту

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ - одного из основных источников энергии.

АТФ - универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Рибоза - углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин - азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты . К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже - 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ - одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) - цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы - это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата - это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза - анаэробный этап В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн --> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование - это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования - это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза - основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

Возможно, будет полезно почитать: