Энергетический обмен организмов

3.1. Энергетические затраты организма.Абсолютное большинство живых организмов получает энергию для своей жизнедеятельности путем окисления органических веществ кислородом (аэробные организмы). Лишь немногие виды, преимущественно среди прокариотов и эукариотов-эндопаразитов, обитающие в бескислородной среде, получают эту энергию посредством разложения органических веществ без участия кислорода (анаэробные организмы). В обоих случаях при распаде органических веществ образуются молекулы АТФ, которые используются в качестве универсального источника энергии в организме.

Практически весь кислород, поглощаемый аэробным организмом, используется на его дыхание. Поэтому, исходя из закона Гесса, по количеству потребленного организмом кислорода можно определить величину выделенной при дыхании энергии, т.е. его энергетические траты.

Отношение количества энергии, выделенной при дыхании, к количеству потребленного кислорода носит название оксикалорийный коэффициент (ОК). При полном углеводов, жиров и белков в организме на 1 мг потребленного кислорода выделяется близкое количество энергии – от 3,08 до 3,69 калорий (табл. 2.1). Поскольку в качестве энергетического субстрата при дыхании в организме обычно используются все эти группы органических соединений, хотя и в разных пропорциях, можно принять, среднее значение ОК для организма равным 3,39 кал·мгО₂^-1. Масса 1 мл кислорода равна 0,7 мл, поэтому ОК для единицы объема кислорода равен 4,86 кал·млО₂^-1.

Чтобы определить количество энергии, выделившееся в организме в процессе дыхания за единицу времени, нужно умножить количество потребленного им кислорода на величину ОК.

Пример. Рыба потребила за сутки 100 мг кислорода, отсюда ее cуточные энергетические траты дыхание составляют: 100 мг·3,39 кал мгО₂^-1 = 339 калорий.

Отношение между объемами выделенного организмом в процессе дыхания углекислого газа и поглощенного кислорода называется дыхательным коэффициентом (ДК), т. е.

ДК = [CO₂]/[O₂].

При окислении в организме углеводов ДК становится близким к 1,0 (например, на окисление одной молекулы глюкозы затрачивается 6 молекул О₂ и выделяется 6 молекул СО₂), а при окислении жиров – снижается до 0,71. ДК для белков характеризуется промежуточными значениями – от 0,75 до 0,81 (табл. 2.1).

По величинам ДК можно в определенной степени судить, какие органические вещества используются в качестве энергетического субстрата для дыхания. При значениях ДК, близких к 1,0 ими являются углеводы, близких к 0,7 – жиры. При промежуточных значениях ДК определить, какие вещества используются на дыхания, затруднительно. Это могут быть как белки, так и смеси всех трех групп веществ.

Например, у голодающих особей вначале обычно используются жиры, затем углеводы – и лишь затем белки, что соответствующим образом отражается на изменении ДК. При расходовании около 30 % белков организм, как правило, погибает. В умеренных широтах у водных организмов (рыбы, ракообразные) в холодный период года (температура воды ниже 8 – 10 ^оС) в качестве энергетического субстрата используются преимущественно жиры, а в теплый – углеводы.

Дата добавления: 2014-11-15; просмотров: 297; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!