O’zbеkistоn rеspublikаsi оliy vа o’rtа mахsus

13-Ma’ruza. Mavzu: Modda va energiya almashinuvi.


Asosiy savollar.

1. 
   Moddalar almashinuvining mohiyati.
   
2. 
   Moddalar almashinuvining xillari: oqsillar, eglar, uglevodlar vitaminlar almashinuvi.
   
3. 
   Uglevodlar , eglar va Oqsillarl almashinuvining o‘zaro boglikligi.
   
4. 
   Ovqatlanish jarayoni.
   

1. Moddalar almashinuvining moxiyati.

Moddalar almashinuvining moxiyati. Yashash uchun organizm faoliyat ko‘rsatishi kerak. Bir xujayrali mikroblardan tortib, to yuksak hayvonlar va odam organizmi ham, uzluksiz turli ishlarni bajarishi shart. Bunday ishlar: 1) mexanik ish — harakat, ya’ni hayvonlar mushagining kiskarishi yoki bakteriya qivchining aylanma harakati paytida; 2) kimeviy ish — hujayralarda murakkab birikmalarni sintezlanishi paytida; 3) elektr ish — protoplazma va tashqi muhit o‘rtasida potensial larning farqini xosil qilish paytida; 4) osmotik ish — tashqi muhitdan o‘zida kam bo‘lgan moddalarni hujayra ichiga, bu erda usha moddalar ko‘p bo‘lsa tashqariga utkazish paitida sodir bo‘ladi. Nomlari ko‘rsatilgan asosiy 4 tip ishdan tashkari, issikkonli hayvonlarda, atrof-muhit haroratini pasayishiga nisbatan, issiklik ishlab chiqarish hamda yorunliklar kaytadigan organizmlarda yorurlik ishlab chiqarish bajariladigan ishlar ham mavjud.

Buning hammasi energiya sarflanishini talab qiladi va bu ener­giya, u yoki bu tashqi energetik manbaidan olinadi. Biosfera uchun birlamchi energiya kuyosh nuri xisoblanadi. Kuyosh nurlari fotosin­tez jaraeni o‘tadigan tirik organizmlar, ya’ni yashil o‘simliklar va ayrim bakteriyalar tomonidan o‘zlashtiriladi. Bu organizmlar tomonidan hosil qilinadigan biopolimerlar (uglevodlar, oksillar, eglar), keyinchalik «yonilgi» sifatida barcha geterotrof organizm­lar, yani hayvonlar, zamburuglar va ko‘pchilik tur bakteriyalar to­monidan foydalaniladi.
Energetik almashinuv — organizmda kimeviy energiyadan foydalanish jaraeni bo‘lib, aynan shu ko‘rsatgich organizmning umumiy holati va fiziologik faolligini belgilaydi. Almashinuv yoki metabolik jaraenlar paytida, qabul kilingan ovqat mahsulotlaridan, organizmning o‘ziga xos elementlarni sintezlashi — anabo­lizm deb atalsa, metabolik jaraenlar paytida organizmning tarkibiy tuzilmalari elementlarini yoki kabul qilingan oziqa mahsulotlarni parchalanishi — katabolizm deb ataladi. Orga­nizm energiyani atrof-muhitdan yog, Oqsil va uglevod molekulalarining kimyoviy bog‘lamlari tarkibidagi potensial energiya ko‘rinishida qabul qiladi. Murakkab organik molekulalar ma’lum bir muddatda oksidlanadi, bunda kimyoviy bog‘lamlarning uzilishi paytida ajralib chikadigan energiya ajratiladi. Molekulalarni uch uglerodli birikmalargacha parchalanishi sodir bo‘ladi va ular Krebs sikliga ko‘shilib SO₂ va N₂O darajasigacha yana oksidlanadi. Energiyani generatsiya qiluvchi va molekulyar kislorod ishtirokini talab qiluvchi barcha jarayonlar aerob almashinuv tizimi­ni tashkil qiladi. Glikozani sut kislotasigacha parchalanishi sodir bo‘ladigan glikoliz paytidagi kabi, kislorodning ishtirokisiz energiyani generatsiya bulishi anaerob almashinuv deb ataladi. Energiyaning yigilishi asosan ATF ning yuqori energetik fosfatli bog‘lamlarida sodir bo‘ladi. SHu bilan birga, ATF energiyasi tashish vositasi sifatida ham xizmat qiladi, chunki u energiya talab qilinadigan joylarga diffuziya bo‘ladi. o‘z navbatida, ATF xosil bo‘lishi va parchalanishi ham energiya sarfini talab kiladigan jarayonlar bilan birga o‘tadi. Energiyaga extiyoj paydo bo‘lganda gidroliz yo‘li bilan oxirgi fosfat guruhining bog‘i uziladi va undagi ki­myoviy energiya ajralib chikadi. SHu shakldagi energiya hujayralar tomonidan foydalanishi mumkin.
Biologiya soxasida energiyaning o‘lchov birligi sifatida kalo­riya (kal) qabul qilingan bo‘lib, uni 1gr uning xaroratini 1°S ga ko‘tarish uchun zarur bo‘lgan energiya sifatida belgilanadi. Odam va hayvonlar organizmidagi energetik jarayonlarni o‘rganishda qilo­kaloriya (kkal) ishlatiladi, 1 kkal 1000 kaloriyaga tengdir. Xalqaro o‘lchov birliklari tizimi (UVT) buyicha energiyani djoul (I dj k 4,187 kal) va kuvvatni esa vatt (1 vt k 1 lj/s) o‘lchash qabul qilingan. Biron-bir tashqi ishni bajarish paytida hujayra ajratadigan energiyaning bir qismi issiklik ko‘rinishida ajraladi (termodinamikaning ikkinchi qonuni). Bundan kelib chiqkan holda faol xujayraning ta’sir koeffitsienti (FTK) ajralaetgan ener­giyaning tashqi ishga sarflanadigan qismi bo‘lishi mumkin va u kattalik 100 dan kam bo‘ladi:
Masalan, mushak qisqarishi paytida 80 foizi atrofidagi ener­giya issiklik ko‘rinishida yo‘kotiladi va 20 foizigina mexanik ishga aylanadi. Butun organizmning mushaklari ishlashi paytida FTK kam hollarda 25% dan oshadi va bu holat, organizmni sovuqda moslashishi paytida sezilarli darajada o‘zgarishi mumkin.
Nafas koeffitsienti (NK), yoki o‘pkada gazlar almashinuvining nisbati, moddalar almashinuvida ozuqa mahsulotlardan foydalanish tipini xarakterlaydi. Bu ko‘rsatkich kuyidagicha aniklanadi, bunda, U_st— karbonat angidrid gazini ajratish, V₀₂— kislorod iste’moli. Glyukozaning oksidlanishi xolatida O₂ iste’moli va SO₂ ajralishi mikdor jihatdan tengdir, demak OK = 1 ga teng. SHunday kilib, OK kiymati I raqamiga teng bulsa, bu uglevodlarning oksidlanish ko‘rsatgichi hisoblanadi .
YOg kislotalaridagi 1 atom uglerodga, uglevodlarnikiga nisbatan kamroq O₂ atomi to‘gri keladi. SHuning uchun, ularning oksid­lanishi ancha past kiymatdagi (OK-0,70) OK bilan tavsiflanadi. Toza oksildan iborat ovkat egan paytda, odamning OK kiymati 0,81 ga teng, aralash ovqat egan paytda esa, odatda 0,83-0,9 kiymatda bo‘ladi. Ma’lum bir qiymatdagi OK ga ma’lum bir kislorodning energetik (kaloriyali) ekvivallenti mos keladi va bu ekvivalent, organizm tomonidan 1 l kislorod iste’mol kilingandan so‘ng ajralib chikadigan issiklikning mikdorini ko‘rsatadi.
Ajratilgan SO₂ va iste’mol qilingan O₂ mikdori o‘rtasidagi nisbat oziqa moddalarning tipiga va bir xil oziqa moddalarni boshka xiliga o‘zgarishiga bog‘liq. Ratsionning aksariyat qismini uglevodlar tashkil qilgan holatlarda ular yoglarga aylanishi mumkin. Yoglar tarkibida uglevodlarga nisbatan O₂ mikdori kam bo‘lganligi tufayli, bunday jarayon mos ravishdagi mikdorda O₂ ajrali­shi bilan birga o‘tadi. Uglevollarga tuyingan paytda to‘qimalarda kislorodning iste’mol qilipish mikdori pasayadi, OK esa ortadi. OK kattaligiga ta’sir qiluvchi muxim omil giperventilyasiya hisoblanadi. Gipsrventilyasiya paytida qo‘shimcha ajralib chiqadigan SO₂ mikdori to‘qimalar va qon tarkibida bo‘lgan va almashinuv jarayonlarida uni xosil bo‘lishi bilan bog‘liq bo‘lmagan SO₂ ning kapa zahirasidan kelib tushadi. Amalda, yakinlashtirilgan hisoblarga ko‘ra, energetik ekvivalentning o‘rtacha kiymati 20,2 kdj/l O₂ ga teng deb qabul kilingan bo‘lib, u metabolik OK 0,82 kattaligiga mos keladi. Energetik ekvivalentning OK qiymatiga bokliq holdagi diapazoni, koidaga binoan, uncha katta bo‘lmaydi. Shu tufayli, energetik ekvivalentni o‘rtacha kiymatidan foydalanish bilan bog‘liq xatolik 4% dan oshmaydi.