Химическая энергия

Химическая энергия питательных веществ заключена в различных ковалентных связях между атомами в молекулах органических соединений. В глюкозе количество потенциальной энергии, заключенной в связях между атомами С, Н и О, составляет 2 800 кДж на 1 моль (т. е. на 180 г глюкозы). При расщеплении глюкозы энергия выделяется поэтапно при участии ряда ферментов согласно уравнению:

Часть энергии, освобождаемой из питательных веществ, рассеивается в виде теплоты, а часть накапливается в богатых энергией фосфатных связях аденозинтрифосфатной кислоты (АТФ). Именно АТФ обеспечивает энергией все виды клеточных функций, биосинтез, механическую работу (деление клетки, сокращение мышц), активный перенос веществ через мембраны, проведение нервного импульса и др.

Молекула АТФ состоит из азотистого основания аденина, сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. Аденин, рибоза и первый фосфат образуют аденозинмонофосфат (АМФ). Если к первому фосфату присоединяется второй, получается аденозиндифосфат (АДФ). Молекула с тремя остатками фосфорной кислоты (АТФ) наиболее энергоемка. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 40 кДж энергии.

Благодаря богатым энергией связям в молекулах АТФ клетка может накапливать большое количество энергии в очень небольшом пространстве и расходовать ее по мере надобности. Синтез АТФ осуществляется в специальных органоидах клетки — митохондриях. Эти органоиды поставляют молекулы АТФ в различные участки клетки и обеспечивают энергией процессы жизнедеятельности.