Базовые знания по энергетическим системам
АТФ
Вот эта часть будет чистым “ликбезом” по энергетическим путям для мышечной работы и для нервной системы. Фактически, повторяем учебник. Нужно это для того, чтобы у нас была хоть какая-то отправная точка в дискуссии, и для того, чтобы в некоторых местах этот самый учебник пнуть.
Здесь будет очень много слов и терминов. Не пугайтесь, созерцайте как они пробегают мимо — нужные будут повторяться и в конце концов останутся в памяти, я надеюсь.
Итак, все наверное знают или слышали, что главной “энергетической” молекулой является АТФ (ATP) - аденозинтрифосоврная кислота. На картинке видно, что она состоит из аденина, рибозы и “хвостика” из трех фосфатных групп. Одну из них она умеет отдавать, становясь АДФ. Это и есть передача энергии во всех органах и организмах, в любом живом существе. Все процессы в нашем теле, будь то мышечная работа, или электрические сигналы нейронов — обеспечиваются энергией АТФ.
АТФ однако не “запасает” энергию. Это как огонь или ток по проводам — его нельзя хранить, но можно пользоваться. После того, как АТФ превратится в АДФ, сделав что-то полезное, кто-то должен “перезарядить” её, превратив обратно в АТФ.
Пути пополнения АТФ
Основные энергетические системы клеток, которые приводят к “зарядке” АТФ вот:
- Фосфокреатин (PCr) Это не сколько источник энергии, сколько способ ее запасания — очень быстрый, легкодоступный способ сохранить энергию, но немного
- Глюкоза. Любимый и самый эффективный источник энергии. Глюкоза в чистом виде тоже весьма “огненная” (токсичная), поэтому запасает организм ее в форме гликогена — который хранится в мышцах и печени. В мозге тоже немного. Суммарно у взрослого человека гликогена “запасено” примерно 2000 кКал.
- Жирные кислоты — их запасы огромны даже у самых худосочных людей — хватит на многие дни голодания (десятки тысяч калорий)
- На худой конец организм готов жечь и белки (например, разрушая мышцы)
Глюкоза путем гликолиза, жирные кислоты — бета-окислением, белки — гидролизом и деаминации — попадают в так называемый Citric Acid Cycle (на этой схеме). Это одна из ключевых составляющих могучего энергетического “котла” митохондрий.
Точка входа в этот цикл для всех путей одна — Acetyl-CoA. А вот пути могут быть разными — например, жиры могут быть трансформированы в печени в так называемые кетоновые тела, и потом только попасть в Citric Acid Cycle.
Митохондрии
Схематически процесс работы митохондрий рисуют вот так примерно, в виде конвеера
Глюкоза сначала должна подвергнуться гликолизу (что тоже дает энергию, но вне митохондний), и продукт гликолиза - пировиноградная кислота (pyruvate) - “горит” в уже внутри — сначала в цикле лимонной кислоты (citric acid cycle, он же TCA cycle, он же цикл Кребса), который дает электроны на соединениях NADH и FADH2, которые отдают эти электроны в дыхательную цепь (она же цепь переноса электронов, она же electron transport chain, оно же окислительное фосфорилирование), которая “перезаряжает” молекулы АТФ, извлекая из этого горения энергию в доступной для клетки форме.
Много терминов, правда? Да еще и куча синонимов. Что поделать, этот текст и пишется для того, чтобы служить неким справочником для понимания и узнавания этих процессов при чтении статей.
Чтобы вас добить, отмечу здесь еще и что дыхательная цепь митохондрий состоит из пяти белковых комплексов, которые называются Complex I, Complex II, Complex III и complex IV и Complex V (последний чаще называют АТФ синтаза). В этой цепи еще есть активные помошники ubiquinone (он же Coenzyme Q10) и cytochrome C, что многие узнают как распространенные препараты - добавки к пище.
Т.е. если вы читаете в статье, что в мозжечке аутистов нашли недостаток Complex III и V, то примерно понятно, что речь про вот эту дыхательную цепь и авторы клонят к митохондриальной дисфункции.