Функции фосфокреатина. Анаэробный механизм получения энергии
Несмотря на исключительную важность АТФ в качестве способа трансформации энергии, это вещество не является самым представительным хранилищем макроэргических фосфатных связей в клетках. Количество фосфокреатина, который также содержит макроэргические фосфатные связи, в клетках в 3-8 раз больше. Кроме того, макроэргические фосфатные связи фосфокреатина содержат около 8500 к/моль в стандартных условиях, более 13000 к/моль в условиях организма (37°С и низкая концентрация реагентов).
Это немного больше, чем 12000 к/моль каждой из двух макроэргических фосфатных связей АТФ. Формула фосфокреатина имеет вид:
В отличие от АТФ фосфокреатин не может действовать как агент, напрямую сопряженный с переносом энергии питательных веществ функциональным системам клетки. Но это вещество может обмениваться энергией с АТФ. Когда в клетках присутствует чрезвычайно большое количество АТФ, энергия АТФ используется для синтеза фосфокреатина, который становится дополнительным депо энергии. Затем по мере использования АТФ энергия, содержащаяся в фос-фокреатине, быстро возвращается АТФ, которую АТФ может передавать функциональным системам клеток.
Такие отношения подвижного равновесия между фосфокреатином и АТФ иллюстрирует следующее уравнение:
Особо следует отметить, что макроэргические фосфатные связи фосфокреатина заключают в себе энергии больше, чем такие же связи в АТФ (от 1000 до 1500 к/моль), что является причиной смещения направления реакции в сторону образования АТФ каждый раз, когда даже ничтожно малое количество АТФ расходуется в качестве источника энергии. Таким образом, малейшее снижение концентрации АТФ является сигналом к увеличению отдачи энергии фосфокреатином для синтеза большого количества АТФ.
Этот эффект позволяет поддерживать концентрацию АТФ на практически постоянно высоком уровне до тех пор, пока фосфокреатин имеется в наличии. По этой причине мы можем назвать АТФ-фосфокреатиновую систему буферной системой АТФ. Легко можно понять важность сохранения постоянного значения концентрации АТФ, т.к. от этого зависит скорость практически всех метаболических реакций организма.
Анаэробный механизм — разновидность аэробного варианта получения энергии
Анаэробный механизм — это способ получения энергии из питательных веществ без одновременного потребления кислорода. Аэробный механизм— способ получения энергии путем окисления питательных веществ с использованием кислорода. Однако углеводы являются единственными питательными веществами, которые могут использоваться при получении энергии при отсутствии кислорода. Энергия выделяется во время гликолитического расщепления глюкозы или гликогена до пировиноградной кислоты. При этом на каждый 1 моль глюкозы, расщепляющейся до пировиноградной кислоты, образуются 2 моля АТФ.
Однако когда запасенный в клетках гликоген расщепляется до пировиноградной кислоты, каждый моль глюкозы, содержавшийся в гликогене, служит источником 3 молей АТФ, т.к. свободная глюкоза, поступающая в клетки, должна быть фосфорилирована с использованием 1 моля АТФ перед тем, как глюкоза начнет расщепляться. Глюкоза, отщепляющаяся от гликогена, поступает уже в фосфорилированном состоянии и не требует дополнительного расхода энергии АТФ. Таким образом, наилучшим источником энергии в анаэробных условиях является запасенный в клетках гликоген.
Обзорная схема передачи энергии, питательных веществ системе адениловой кислоты и затем — функциональным элементам клеток
