Сущность обмена веществ составляет метаболизм - совокупность биохимическийх реакций синтеза и распада веществ, протекающих в клетку. Метаболизм состоит из 2 противоположных, но взаимосвязанных процессов - ассимиляции и диссимиляции.
1. Ассимиляция, или пластический обмен, или анаболизм - совокупность реакций синтеза сложных органических веществ, подобных клетку из простых, поступающих в клетку извне и идущих с использованием энергии молекул АТФ.
2. Диссимиляция, или энергетический обмен, или катаболизм - совокупность реакций расщепления сложных органический веществ на более простые вплоть до углекислого газа и воды, идущих с выделением энергии, которая запасается в молекулах АТФ.
Энергетический обмен у аэробов включает 3 этапа, у анаэробов - 2 этапа. При этом 1 и 2 этапы одинаковы.
1 этап. Подготовительный. Протекает в желудочно-кишечном тракте у многоклеточных животных или в лизосомах клетки. Происходит ферментативное расщепление белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот до их составных частей. Вся энергия рассеивается в виде тепла и АТФ не запасается.
2 этап. Бескислородный, или анаэробный. Протекает в цитоплазме клеток, где простые органические вещества подвергаются бескислородному расщеплению с образованием 2 молекул АТФ. В первую очередь распаду подвергается глюказа, затем жирные кислоты и в последнюю очередь аминокислоты, т.к они являются главным материалом для синтеза белков, необходимых клетке. Глюкоза в процессе гликолиза расщепляется до 2 молекул пировиноградной кислоты. Ее дальнейшая судьба зависит от кислорода.
3 этап. Кислородный, или аэробный, или клеточное дыхание. Протекает в митохондриях и условиями для протекания этого этапа являются: наличие кислорода, участие ферментов, неповрежденность мембран митохондрий, наличие свободных молекул АДФ и молекул фосфорной кислоты. Это совокупность нескольких реакций, часть из которых протекает на кристах митохондрий, а часть - в матриксе митохондрий. 2 молекулы ПВК подвергаются полному окислению до углекислого газа и воды и запасается 36 АТФ.
