- Синтез АТФ при расщеплении глюкозы. Выделение энергии из гликогена
- Расщепление (распад) жира в организме человека
- Расщепление жиров в организме. Что способствует и продукты для расщепления жиров
- Разложение жиров и жирных кислот
- Гнилостные процессы
- Химизм разложения белковых веществ
- Возбудители гниения
- Практическое значение процессов гниения
- Обмен веществ. Расщепление углеводов, жира, белка.
- Обмен веществ
- Расщепление углеводов
- Расщепление жира и белка
Синтез АТФ при расщеплении глюкозы. Выделение энергии из гликогена
В процессе аэробного распада глюкозы происходят 6 реакций дегидрирования. Энергия, выделяющаяся в процессе полного распада глюкозы до СО2 и Н2О, составляет 2880 кДж/моль.
6. В чём заключается сходство брожения и клеточного дыхания? Учитель: Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов с одним из них мы уже познакомились.
В подобных случаях включается процесс, который протекает без кислорода и заканчивается образованием лактата из пировиноградной кислоты.
Брожение – процесс бескислородного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под действием ферментов.
Чем обусловлено использование дрожжей в виноделии? В хлебопечении? Использование дрожжей в хлебопечении связано с тем, что пузырьки углекислого газа, образующегося в процессе спиртового брожения, разрыхляют тесто, делая его пышным. Уксуснокислое брожение лежит в основе получения пищевого уксуса.
Это может объясняться поступлением кислорода в среду, где происходит брожение. При наличии кислорода наряду со спиртовым брожением протекает также уксуснокислое, и чем выше содержание кислорода, тем сильнее смещается равновесие в сторону образования уксусной кислоты.
Чем брожение отличается от клеточного дыхания? До момента образования ПВК процессы брожения и клеточного дыхания протекают одинаково. Конечные продукты брожения – различные органические вещества (за исключением СО2), в которых заключён значительный запас энергии. У эукариот заключительный (кислородный) этап клеточного дыхания протекает в митохондриях.
Примечание: массу глюкозы можно установить и без расчётов, достаточно обратить внимание на состав молекул глюкозы и молочной кислоты (С6Н12О6 = 2С3Н6О3).
Поэтому масса глюкозы равна массе образовавшейся молочной кислоты. В результате было образовано 61,6 г углекислого газа. Какое максимальное количество АТФ (моль) могло образоваться при этом в клетках дрожжей?
Примечание: Расчёт химического количества глюкозы также можно вести с помощью системы уравнений.
Что это за процесс? 1. Подготовительный этап (пищеварение) – протекает вне клеток в пищеварительном тракте под действием ферментов, секретируемых пищеварительными железами.
В первую очередь для расщепления используются углеводы. Белки вовлекаются в обмен после израсходования всех запасов углеводов и жиров, при длительном голодании.
Гликолиз ( греч. glycos – сладкий, lysis – расщепление).Это сложный многоступенчатый процесс, представляющий каскад следующих друг за другом 10 реакций .Протекает в цитоплазме клетки.
Если же дальнейшее кислородное окисление, возможно, то ПВК поступает из цитоплазмы в митохондрии, где претерпевает дальнейшие превращения.
Гликолиз – эволюционно наиболее древний путь расщепления глюкозы. В кислородном процессе принимают участие, кроме субстратов, многочисленные ферменты, молекулы-переносчики, вода, молекулярный кислород.
Существенно, что при окислении глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот образуется одинаковый конечный продукт — ацетил–КоА.
При этом происходит «обезличивание» первичного источника энергии. Следовательно, в цикл трикарбоновых кислот поступают молекулы ацетил – КоА из разных источников.
Во что преобразуется в них энергия дыхания?
Большинство организмов используют для клеточного дыхания в первую очередь: а) углеводы; б) белки и углеводы; в) белки и липиды; г) липиды и углеводы. В определённых ситуациях обеспечение кислородом тканей может не соответствовать их потребностям.
Например, на начальных стадиях интенсивной мышечной работы при стрессе сердечные сокращения могут не достигать нужной частоты, а потребности мышц в кислороде для аэробного распада глюкозы велики.
У растений дыхание осуществляется всеми органами, кислород же усваивается также только в митохондриях клеток.
Разный энергетический выход. Из расчёта на 1 моль глюкозы: 2 моль АТФ в результате брожения и 38 моль АТФ в результате полного расщепления глюкозы при клеточном дыхании. Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода.
Расщепление (распад) жира в организме человека
Жиры в организме человека обеспечивают потребности в энергии на обеспечение собственно процессов жизнедеятельности в состоянии покоя, затрат на усвоение пищи, затрат на двигательную активность (мышечную деятельность) организма. Этот расход довольно стабилен – от 1200 до 1600 килокалорий в сутки. От величины физической нагрузки и других внешних факторов зависит общий расход, который может изменяться весьма значительно.
При правильном питании до 30% энергии организм должен получать от жиров (это примерно 100 граммов в сутки), которые расходуются также и на создание структуры человеческих тканей – протоплазматический жир входит в состав клеток.
Излишки жира организм откладывает про запас в своеобразных хранилищах, они называются жировыми депо, и представляют опасность, когда превышают некоторые размеры. При составлении меню для правильного питания нужно помнить, что жиры содержат очень много калорий, к примеру сало содержит до 900 килокалорий, а молоко 58 килокалорий на 100 граммов продукта.
Так же как и белки, не все жиры в организме одинаково полезны. Польза жиров зависит от их состава, а именно от содержания ненасыщенных жирных кислот.
Ненасыщенные жирные кислоты (архидоновая, линоевая и др.) обеспечивают обменные процессы в организме, их много содержится в маслах растительного происхождения. Животные жиры содержат много холестерина и сложных углеводородов, что считается неполезным для организма.
Но тем не менее соотношение жиров при правильном питании должно быть 2:1 в пользу растительных жиров.
Жиры в организме человека кроме вышеназванных строительных и энергетических функций являются растворителями для некоторых химических веществ, для витаминов, масел. К примеру, нормальное функционирование желез внутренней секреции обеспечивают жирорастворимые А и Д витамины.
Жировая ткань служит в организме основным «депо» жира. В этой ткани откладывается не столько жир, содержащийся в пище (вниманию желающим похудеть!), сколько тот, что образовался из углеводов.
Особенно быстро усваиваются такие углеводы, как свекловичный сахар, глюкоза, фруктоза (мед).
Переход углеводов в жиры в организме осуществляется непосредственно в жировой ткани. Этот процесс находится под регулирующим влиянием гормона поджелудочной железы — инсулина. Вот почему исхудавшим после длительной болезни и желающим пополнеть людям в ряде случаев вводят инсулин с глюкозой для ускорения накопления жира в организме.
С другой стороны, длительное, пусть даже небольшое усиление функции бета-клеток поджелудочной железы, где происходит образование инсулина, может стать причиной ожирения.
Способствует переходу углеводов в жиры в организме и пролактин, или лактогенный гормон. Он образуется в передней доле гипофиза. Этот гормон, усиленно вырабатывающийся у женщин в период кормления ребенка грудью, регулирует секрецию молока и содержание в нем жира. Если после прекращения кормления пролактин продолжает выделяться, у женщины может развиться общее ожирение.
Витамин В1 (тиамин) в сочетании даже с очень малым количеством алкоголя активизирует процесс образования жира в организме из углеводов.
Именно сочетанием витамина B1 и алкоголя в пиве и объясняется склонность к ожирению у любителей этого напитка. Широко известна рекомендация исхудавшим больным для того, чтобы пополнеть, пить кумыс, в состав которого также входят витамин B1 и небольшая доза алкоголя.
Жир в организме является основным резервом энергии. Он содержит наибольшее количество потенциальной энергии по сравнению с другими веществами. При полном сгорании грамм жира дает 9,3 килокалории, грамм углевода и белка — по 4,1 килокалории.
Что же обеспечивает выход жира из «депо», или, как принято говорить, мобилизацию и применение жиров в качестве источника энергии?
В химическом отношении он представляет собой триглицерид — соединение глицерина с тремя жирными кислотами.
Для того, чтобы жир мог выйти из жировой ткани, он должен предварительно расщепиться на глицерин и свободные жирные кислоты. Кислоты поступают в кровяное русло и, сгорая, поставляют энергию организму. Расщепление триглицеридов осуществляется с помощью особых ферментов, называемых липолитическими. У липолитических ферментов есть стимуляторы, которые усиливают их действие, активизируют применение жиров в качестве источника энергии.
Известны жиромобилизующие свойства симпатической нервной системы.
При ее возбуждении, обусловленном мышечным напряжением, отрицательными эмоциями, возможна убыль жира в жировой ткани – исхудание. При слабой возбудимости симпатической нервной системы понижается расщепление жира и это приводит к ожирению.
Местное ожирение, к примеру, в области живота, бедер связывают с пониженной возбудимостью определенных симпатических нервных образований.
Регулируют мобилизацию жира и железы внутренней секреции. Гормон щитовидной железы стимулирует его энергетическое использование.
Соматотропный гормон гипофиза (гормон роста) усиливает как выход жирных кислот из жировой ткани, так и их переработку. Выделяющаяся при этом энергия обеспечивает синтез белка, с которым связан рост организма. Этим объясняется исхудание подростков в период их быстрого роста.
В гипофизе также обнаружен ряд стимулирующих применение жиров веществ — полипептидов.
Жирные кислоты в первую очередь используются как источник энергии в мышцах.
В этом процессе активное участие принимает содержащееся в мышцах особое вещество — карнитин. Когда, например, варится мясо, карнитин переходит в бульон.
Расщепление жиров в организме. Что способствует и продукты для расщепления жиров
Вот почему чашка крепкого бульона «бодрит».
Часть неиспользованных в энергетическом обмене жирных кислот, поступая в печень, соединяется в ней с глицерином. Так вновь образуются триглицериды. Комплексируясь с белками, они становятся растворимыми и выделяются из печени в кровь. Комплекс жира с белками получил название липопротеидов.
В их состав входят также холестерин и лецитин. Циркулирующие в крови липопротеиды являются вторым, мобильным запасом жиров в организме – из них при воздействии липопротеиновой липазы высвобождаются жирные кислоты.
Жир является также источником образования воды в организме. 100 граммов жира при полном окислении (сгорании) дают около 107 граммов воды, тогда как из 100 граммов углеводов образуется 55,5 грамма, а из 100 граммов белка — 41,3 грамма воды. Это имеет существенное значение для животных — обитателей безводных пустынь и степей — верблюдов, овец курдючной породы, а также зимоспящих животных.
Так, в горбах верблюдов «хранится» до 100 — 120 килограммов жира. В условиях водного голодания этот жир, окисляясь, может выделить 40 и больше литров воды.
Не удивительно, что верблюд в состоянии обойтись без питья до 8 и даже 10—13 дней.
Когда врачи ограничивают питьевой режим у тучных людей, возникающая у них жажда вызывает рефлекс, стимулирующий выход из жировой ткани жира и его сгорание с образованием «внутренней» воды. Жиры играют немалую роль в регуляции теплового баланса. Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу.
Эластичная жировая ткань в качестве своеобразной подкладки для ряда органов (глаз, почки) или отложения на ладонях и подошвах защищают от механических воздействий. Кроме того, жир, выделяемый сальными железами, представляет собой смазку, предохраняющую кожу от высыхания и растрескивания.
Жир, наконец, служит источником витаминов А, Д и Е.
Как происходит переваривание, всасывание и усвоение жира, поступающего в наш организм с пищей? В двенадцатиперстной и тонкой кишках жир обрабатывается пищеварительными соками. Под влиянием желчи он превращается в тончайшую эмульсию и становится доступным действию фермента поджелудочной железы — липазы, которая расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты. Эти кислоты, образуя комплексные соединения с желчными кислотами, проникают через ворсинки кишечника в его стенку.
Следовательно, жир в организме всасывается в присутствии желчи и при условии нормальной функции поджелудочной железы. В случае недостаточной секреции желчи и липазы происходит нарушение жирового обмена.
Жирные кислоты, проникнув в стенку кишечника, вновь образуют с глицерином жир — триглицерид.
Этот жир, как и непосредственно всосавшийся, соединяясь с небольшим количеством белка, образует так называемые хиломикроны — разновидность липопротеидов. Из стенки кишечника хиломикроны попадают в лимфатическое русло, а уже оттуда в кровь и затем в легкие. Таким образом, первым органом, через который проходит всосавшийся в составе хиломикронов жир, являются легкие. Этим жиры отличаются от углеводов и аминокислот — продуктов расщепления белка в кишечнике, которые непосредственно всасываются в кровь и прежде всего поступают в печень.
Легкие играют важную роль в обмене всосавшегося жира.
Наряду с клетками, обеспечивающими газообмен, в этом органе есть особые клетки — гистиоциты, которые обладают способностью захватывать жир. Когда жир всасывается в избытке, он временно задерживается гистиоцитами. Легкие, таким образом, являются как бы губкой, предохраняющей артериальную кровь от избыточного поступления в нее пищевого жира.
Это имеет определенный физиологический смысл. Ведь значительное повышение концентрации жира в артериальной крови может привести к неприятным последствиям — повышению ее свертываемости, закупорке мелких сосудов, а также усилению отложения жира в организме.
В легких жир не только задерживается, но и расщепляется.
Здесь же происходит частичное окисление освободившихся жирных кислот. Тепло, образующееся при их сгорании, согревает поступающий в легкие холодный воздух — еще одно применение жиров.
На этом основана рекомендация жителям северных областей включать зимой в рацион относительно большое количество жира. Если соотношение в легких между клетками, которые захватывают жир и участвуют в дыхании, изменяется в пользу последних, то легкие больше пропускают жир. Возможно, что именно благодаря этому факту у профессиональных певцов, у которых длительное время форсирована дыхательная функция легких, развивается тенденция к ожирению.
Поступающие из легких в кровь хиломикроны частично проходят через стенку капилляров в жировую ткань, частично в печень, где, соединяясь с белками, образуют липопротеиды.
Часть хиломикронов, которые циркулируют в крови, расщепляется липопротеиновой липазой. Освобождающиеся при этом жирные кислоты утилизируются как источник энергии.
Промежуточные продукты обмена жирных кислот, так называемые ацетоновые тела, окисляются до конца при участии веществ, образующихся в процессе обмена углеводов.
Существует даже крылатое выражение: «Жиры сгорают в огне углеводов». Дефицит углеводов в пище в случае обильного поступление жира может привести к недостаточному сгоранию ацетоновых тел и накоплению их в крови. Такая ситуация складывается порой при тяжелой мышечной работе, когда углеводы полностью израсходованы и обмен веществ в организме переходит на жировые «рельсы». Увеличение концентрации ацетоновых тел в крови оказывает вредное влияние главным образом на центральную нервную систему.
Не удивительно, что мы инстинктивно стремимся есть жиры вместе с углеводами (хлеб, кашу, салат с маслом и т. д.).
Когда в организм систематически поступает большое количество жира, он может накопиться в печени. А это неблагоприятно отражается на ее функции, может возникнуть жировой гепатоз печени. Выведению жира из печени способствует ряд так называемых липотропных веществ. К ним относятся холин, входящий в состав лецитина, и метионин, являющийся составной частью белка казеина, которого много в твороге.
Липотропными свойствами обладают препарат поджелудочной железы — липокаин и витамин В12. При заболеваниях печени, когда особенно важно избегать жирового гепатоза, рекомендуются пищевые продукты, богатые липотропными веществами.
Разложение жиров и жирных кислот
Под действием различных физико-химических факторов внешней среды, а также микроорганизмов жиры могут подвергаться значительным изменениям.
Воздействие микроорганизмов на жир начинается обычно с гидролиза его при участии ферментов липаз на глицерин и свободные Жирные кислоты.
Продукты гидролиза подвергаются дальнейшим превращениям. Глицерин используется многими микроорганизмами и может быть полностью окислен до СО2 и Н2О.
Жирные кислоты окисляются медленнее, но и они, в первую очередь ненасыщенные, постепенно окисляются. Некоторые микроорганизмы, помимо липолитических ферментов (липаз), обладают окислительным ферментом — ли-поксигеназой, катализирующей процесс окисления кислородом воздуха некоторых ненасыщенных жирных кислот.
В результате образуются перекиси жирных кислот, легко подвергающиеся дальнейшему окислению с образованием различных промежуточных продуктов кето- и оксикислот, альдегидов, кетонов и других, придающих жиру специфические неприятные вкус (прогорклость) и запах.
Промежуточные продукты окисления жирных кислот в свою очередь могут быть использованы микроорганизмами в процессах их метаболизма и в конечном счете могут превратиться в СО2 и Н2О.
Возбудителями процессов разложения жирам жирных кислот являются различные палочковидные бактерии, а также микрококки, многие мицелиальные грибы, некоторые дрожжи» и актиномицеты.
Из бактерий очень активны бактерии рода Рзеийотоп аз, особенно продуцирующие пигменты. Из мицелиальных грибов значительной липолитической активностью обладают Oidium iactis. Cladosporiun herbarum, многие виды Aspergillus и Peniillus. Многие жирорасщепляющие микроорганизмы являются психротрофами, способными развиваться при низких положительных температурах.
Порча пищевых жиров и жира, содержащегося в различных продуктах (молочных, рыбных, крупяных и др.), очень распространена и нередко наносит большой ущерб народному хозяйству.
При длительным хранении жиров в условиях, не допускающих развития микробов, порча жира может быть результатом химических процессов.
под влиянием света, кислорода воздуха.
Превращения азотсодержащих веществ
Гнилостные процессы
В метаболизме микроорганизмов азотсодержащие вещества подвергаются разнообразным превращениям.
Гниение — это процесс глубокого разложения белковых веществ микроорганизмами. Продукты разложения белков микроорганизмы используют для синтеза веществ клетки, а также в качестве энергетического материала.
Химизм разложения белковых веществ
Гниение — сложный, многоступенчатый биохимический процесс, характер и конечный результат которого зависят от состава белков, условий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов.
Белковые вещества не могут поступать непосредственно в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только микробы, которые обладают протеолитическими ферментами — экзопротеазами, выделяемыми клетками в окружающую среду.
Процесс распада простых белков начинается с их гидролиза.
Первичными продуктами гидролиза являются пептиды. Они поступают в клетку и гидролизуются внутриклеточными протеазами до аминокислот.
Такие белки, как нуклеопротеиды, под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты.
Затем белки разлагаются до аминокислот, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований.
Лммнокислоты непосредственно используются микроорганизмами на синтез клетки или подвергаются ими дальнейшим изменениям, например дезаминированию, в результате чего образуются аммиак[6]’ и разнообразные органические соединения. Различают дезаминирование гидролитическое, окислительное и восстановительное.
Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака.
Если при этом происходит и декарбоксилирование аминокислоты, то образуются спирт, аммиак и углекислый газ:
RСНМН 2СООН + Н 20 -> RСНОНСООН + NН3
RСНNН 2СООН + Н 2 O — RCH 2ОН + NH3 + СО2
При окислительном дезаминировании образуются кето-кислоты и аммиак:
RСНМН 2СООН + 1/202 —. RСОСООН + NН3;
При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак:
RСНМН 2СООН + 2Н — RCH 2 COОН + NН3.
Из приведенных уравнений видно, что среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их радикала (R) обнаруживаются различные органические кислоты и спирты.
Так, при разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропио-новая, масляная и другие кислоты; пропиловый, бутиловый, амиловый и другие спирты.
При разложении аминокислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол — вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные — меркаптаны (например, метилмеркаптан —СН3SH). Меркаптаны обладают запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых концентрациях.
Образующиеся при гидролизе белка диаминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию без отщепления аммиака, в результате чего получаются диамины и СО2.
Например, лизин превращается в кадаверин:
декарбоксилаза
NH2(CH2) CHNH2COOH—————————> NH2(CH2)5NH2+ СО2.
Аналогично этому орнитин превращается в путресцин.
Кадаверин, путресцин и другие амины, образующиеся при гниении, часто объединяют под общим названием птомаины, (трупные яды).
Некоторые производные птомаинов (нейрин, мускарин и др.) обладают ядовитыми свойствами.
Дальнейшая «судьба» азотистых и безазотистых органических соединений, получающихся при распаде различных аминокислот, зависит от окружающих условий и состав микрофлоры.
Под воздействием аэробных микроорганизмов эти соединения подвергаются окислению, так что могут быть полностью минерализованы. В этом случае конечными продуктами гниения являются аммиак, углекислый газ, вода, соли серной и фосфорной кислот. В анаэробных условиях не происходит полного окисления промежуточных продуктов распада аминокислот.
В связи с этим кроме NH3 и СО2, накапливаются различные, указанные выше органические соединения, в числе которых могут быть вещества, обладающие ядовитыми свойствами, и вещества, сообщающие гниющему материалу отвратительный запах.
Возбудители гниения
Наиболее активными возбудителями гнилостных процессов являются бактерии.
Среди них есть спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство их чувствительно к кислотности среды и повышенному содержанию в ней поваренной соли.
Наиболее распространенными гнилостными бактериями являются следующие.
Сенная и картофельная палочки — аэробные, подвижные, грамположительные, спорообразующие бактерии. Споры их отличаются высокой термоустойчивостыо.
Температурный оптимум развития этих бактерий лежит в пределах 35-45°С, максимум роста — при температуре 55-60°С; при температуре ниже 5°С они не размножаются. Помимо разложения белков эти бактерии способны разлагать пектиновые вещества, полисахариды растительных тканей, сбраживать углеводы. Сенная и картофельная палочки широко распространены в природе и являются возбудителями порчи многих пищевых продуктов.
Бактерии рода Рseudomas — аэробные подвижные палочки с полярным жгутиком, не образующие спор, гра-мотрицательные.
Некоторые виды синтезируют пигменты, их называют флуоресцирующими псевдомонасами. Есть холодоустойчивые виды, минимальная температура роста которых от -2 до -5°С. Многие псевдомонасы, помимо протеолитической, обладают и липолитической активностью; они способны окислять углеводы с образованием кислит, выделять слизь.
Развитие и биохимическая активность этих бактерий значительно тормозятся при рН ниже 5,5 и 5-6%-ной концентрации NaС1 в среде, Псевдомонасы широко распространены в природе, являются антагонистами ряда бактерий и мицелиальных грибов, так как образуют антибиотические вещества.
Некоторые виды РяеиДотопаз являются возбудителями болезней (бактериозов) культурных растений, плодов и овощей.
Протей (Ргоteus vulgaris) — мелкие грамотрицательные, бесспоровые палочки с резко выраженными гнилостными свойствами. Белковые субстраты при развитии в них протея приобретают сильный гнилостный запах.
В зависимости от условий жизни эти бактерии способны заметно менять форму и размеры.
Протей — факультативный анаэроб; сбраживает углеводы с образованием кислот и газа. Он хорошо развивается как при температуре 25°С, так и при 37°С, прекращает размножаться при температуре около 5-10°С, но может сохраняться и в замороженных продуктах.
Особенностью протея является его очень энергичная подвижность.
Это свойство лежит в основе метода выявления протея в пищевых продуктах и отделения его от сопутствующих бактерий. Некоторые виды выделяют токсические для человека вещества.
Clostridium putrificum (рис. 27, а) — анаэробная подвижная, спорообразующая палочка.
Относительно крупные Споры ее располагаются ближе к концу клетки, которая при этом приобретает сходство с барабанной палочкой.
Споры довольно термоустойчивы. Углеводы эта бактерия не сбраживает. Белки разлагает с образованием большого количества газа (NH3, Н2S). Оптимальная температура развития 37-43°С, минимальная — 5°С.
Рис. 27. а— Clostridium putrificum; б — Clostridium sporogenes
Clostridium sporogenes (рис. 27, б) — анаэробная подвижная, спороносная палочка. Споры термоустойчивы, в клетке они расположены центрально. Характерным является очень быстрое образование спор. Эта бактерия сбраживает углеводы с образованием кислот и газа, обладает липолитическсй способностью.
При разложении белков обильно выделяется сероводород. Оптимальная температура развития 35-40°С, минимальная — около 5°С.
Оба вида клостридий известны как возбудители порчи баночных консервов (мясных, рыбных и др.).
Кроме бактерий белки могут разлагать и грибы.
Практическое значение процессов гниения
Гнилостные микроорганизмы нередко наносят большой ущерб народному хозяйству, вызывая порчу ценнейших, богатых белками продуктов питания, например мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и др.
Но эти же микроорганизмы играют большую положительную роль в круговороте азота в природе, минерализуя белковые вещества, попадающие в почву, воду.
Обмен веществ. Расщепление углеводов, жира, белка.
Обмен веществ
Расщепление углеводов, жира, белка. Обмен веществ (метаболизм) имеет отношение ко всем химическим процессам, происходящим в теле человека, способствуя его росту, выживанию и воспроизведению.
Это продукт двух разных и дополняющих друг друга процессов, называемых катаболизмом и анаболизмом. Катаболизм представляет собой расщепление углеводов, жиров и белков и ряда продуктов отхода, таких как мертвые клетки и ткани, для образования энергии.
Энергия, высвобожденная катаболизмом, превращается в полезную работу при посредстве мышечной деятельности, и некоторое количество ее теряется в виде тепла.
Анаболизм включает процессы, при которых пища усваивается организмом и хранится в виде энергии или тратится для целей роста, воспроизведения и защиты организма от инфекций и болезней. В растущем организме ребенка или подростка получение энергии от расщепления пищи превышает вывод энергии, с тем чтобы обеспечивать рост организма. В организме взрослых избыток энергетического поступления будет превращен в жир; и, наоборот, слишком большая трата энергии способствует потере веса.
Расщепление углеводов
Большая часть энергетических затрат организма обеспечивается расщеплением углеводов, содержащихся в пище — хлебе, картофеле и сахаре.
Наиболее распространенными видами сахара, получаемыми из пищи, являются глюкоза, фруктоза и галактоза. Они переносятся в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.
Клетки получают энергию из глюкозы путем расщепления ее в вещество, называемое пировиноградной кислотой.
Энергия, высвобождающаяся при этом процессе, временно накапливается как высокоэнергетическое соединение — АТФ.
Расщепление жира и белка
Жиры и белки — важные составные части нашей повседневной пищи, и если потребление углеводов достаточно мало, жиры и белки могут быть использованы как источник энергии.