Функция атф в организме: АТФ и другие органические соединения клетки — урок. Биология, 9 класс.

Схема строения АТФ, основные ее функции и свойства в организме

Как устроена АТФ и каковы ее функции

Определение и строение АТФ

Что такое АТФ?

Определение 1

АТФ — это аденозинтрифосфорная кислота, которая является универсальным источником энергии клеток.

АТФ — поставщик энергии для всех биохимических процессов, происходящих внутри живых систем. В частности, это неотъемлемая часть образования ферментов. Открытие вещества произошло в 1929 году в Гарвардской медицинской школе.

Химическая структура АТФ представляет собой оригинальное соединение эфира аденозина, а также оригинальных производных рибозы и аденина. Соединение азотистого основания пурина с углеродом рибозы происходит при помощи гликозидной связи. К другому углероду рибозы присоединяется фосфорная кислота (в составе 3-молекул). Они обозначаются буквами ɑ, β и γ.

АТФ также относят к соединениям с высокой степенью энергетической емкости. Вещество содержит связи, высвобождающие максимальное количество энергии. Гидролиз макроэргической связи в молекуле АТФ происходит с параллельным отщеплением 1-2 остатков фосфорной кислоты, которые способствуют выработке до 60 кДж/моль энергетических молекул.

Замечание 1

Энергия, полученная в результате, задействуется в различных процессах, требующих энергетических затрат.

Функции АТФ

В организме АТФ отводится несколько важных функций:

• поставляет энергию в организм, с помощью которой протекают различные химические реакции;
• переносит две богатые энергией химические связи, которые обеспечивают биохимические и физиологические процессы;
• переносит биологические мембраны. Одна из целей такого переноса — формирование определенного энергетического потенциала между несколькими мембранами;
• осуществление мышечного сокращения.

Кроме этого, АТФ может выступать:

• в качестве исходного продукта для создания разнообразных нуклеиновых кислот;
• как пусковой механизм для нескольких ферментов в случае присоединения к их активным центрам;
• в качестве субстрата для запуска циклического процесса вторичного посредника, который отвечает за транспортировку сигналов от гормонов в клетку;
• как медиатор в синапсах и сигнальное вещество в пуринэргической передаче сигнала.

Основные свойства АТФ

Синтез АТФ может происходить путем фосфорилирования АДФ. Есть 3 способа:

1. Окислительное фосфорилирование.
2. Фотофосфорилирование. Оно осуществляется в процессе фотосинтеза в хлоропластах растений.
3. Субстратное фосфорилирование.

Первый вариант — путь метаболизма, суть которого заключается в непрерывном потоке энергии, образующейся при окислении различных питательных веществ.

Второй вариант — процесс синтеза АТФ из АДФ при помощи энергии света.

Замечание 2

Оба способа реализуются в случае окисления веществ.

Большая часть АТФ формируется на мембранах митохондрий в процессе окислительного фосфорилирования. В случае субстратного фосфорилирования АДФ не подразумевает участия мембранных ферментов. Этот процесс протекает в цитоплазме в ходе гликолиза, а также при переносе фосфатной группы с различных макроэргических соединений.

Как источники энергии, реакции фосфорилирования АТФ и АДФ формируют циклический процесс — он представляет собой суть энергетического обмена. АТФ как источник энергии в организме человека запускает циклический процесс — он является сутью энергетического обмена. Можно сделать вывод, что АТФ является конечной точкой циклов энергетического обмена.

Отмечается, что АТФ — наиболее часто обновляемое вещество. Молекула АТФ живет менее 60 секунд. В течение суток одна молекула АТФ проходит 2-3 тысячи ресинтезов.

В день человеческий организм способен синтезировать до 40 кг АТФ. Это значит, что запасы АТФ в организме не откладываются, что вынуждает для нормальной жизнедеятельности постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

Синтез АТФ происходит в процессе дыхания с помощью химической энергии, которая высвобождается при окислении таких органических веществ как глюкоза, а также во время фотосинтеза — с помощью солнечной энергии. Накопление АТФ осуществляется в складках внутренней мембраны митохондрий внутри крист.

Все сбои, происходящие в организме, нужно анализировать с точки зрения наличия определенного количества АТФ в клетках. Если наблюдается дисбаланс энергии, стоит делать клеточный анализ и оценку структур развития организма с точки зрения комплексного подхода.

Функции, строение и процесс накопления тесно связаны с мембранами крист в присутствии кислорода. Образованная в результате бескислородного расщепления глюкозы пировиноградная кислота, окисляется до конечных продуктов СО₂ и НО₂.

Замечание 3

Этот многоступенчатый ферментативный процесс получил название цикла Кребса и цикла трикарбоновых кислот.

Важно отметить:

• при распаде 2-х молекул пировиноградной кислоты происходит образование 36 молекул АТФ;
• 2 молекулы АТФ запасаются в процессе бескислородного расщепления каждой молекулы;
• в результате окислительного фосфорилирования происходит образование энергии АТФ в 18 раз больше, чем в процессе гликолиза.

Особенность процесса накопления АТФ в клетке — понимание ее как энергетического носителя, а не как депо клетки.

Чтобы энергия была сохранена на длительное время, нужно наличие в клетке определенных веществ: жиров и гликогена. Клетки организма имеют чувствительность к изменениям уровня АТФ. При возрастании скорости использования этой молекулы, процесс дыхания становится более интенсивным.

Замечание 4

Роль АТФ как связующего звена между клеточным дыханием и требующими затрат энергии процессами видна на схеме строения АТФ.

​​​​​​​

Так как в АТФ нуждаются все клетки, то она считается универсальным носителем энергии. С помощью АТФ происходит поставка энергии для различных процессов: мышечного сокращения, передачи нервных импульсов, активного транспорта и синтеза белков, других типов клеточной активности. Все, что необходимо от вещества — быть подключенным к соответствующей части аппарата клетки.

АТФ есть во всех живых клетках, он доставляет энергию к каждой части клетки и к любому процессу, который нуждается в энергообеспечении.

Строение и функции АТФ — Строение и функции АТФ

Комментарии преподавателя

Как вы пом­ни­те, нук­ле­и­но­вые кис­ло­тысо­сто­ят из нук­лео­ти­дов. Ока­за­лось, что в клет­ке нук­лео­ти­ды могут на­хо­дить­ся в свя­зан­ном со­сто­я­нии или в сво­бод­ном со­сто­я­нии. В сво­бод­ном со­сто­я­нии они вы­пол­ня­ют ряд важ­ных для жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­ма функ­ций.

К таким сво­бод­ным нук­лео­ти­дам от­но­сит­ся мо­ле­ку­ла АТФ или аде­но­з­ин­три­фос­фор­ная кис­ло­та (аде­но­з­ин­три­фос­фат). Как и все нук­лео­ти­ды, АТФ со­сто­ит из пя­ти­уг­ле­род­но­го са­ха­ра – ри­бо­зы, азо­ти­сто­го ос­но­ва­ния – аде­ни­на, и, в от­ли­чие от нук­лео­ти­дов ДНК и РНК, трех остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты 

fs.nashaucheba.ru

Важ­ней­шая функ­ция АТФ со­сто­ит в том, что она яв­ля­ет­ся уни­вер­саль­ным хра­ни­те­лем и пе­ре­нос­чи­ком энер­гии в клет­ке.

Все био­хи­ми­че­ские ре­ак­ции в клет­ке, ко­то­рые тре­бу­ют за­трат энер­гии, в ка­че­стве ее ис­точ­ни­ка ис­поль­зу­ют АТФ.

При от­де­ле­нии од­но­го остат­ка фос­фор­ной кис­ло­ты, АТФ пе­ре­хо­дит в АДФ (аде­но­зин­ди­фос­фат). Если от­де­ля­ет­ся ещё один оста­ток фос­фор­ной кис­ло­ты (что слу­ча­ет­ся в осо­бых слу­ча­ях), АДФ пе­ре­хо­дит в АМФ (аде­но­зин­мо­но­фос­фат) 

fs.nashaucheba.ru

При от­де­ле­нии вто­ро­го и тре­тье­го остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты осво­бож­да­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ство энер­гии, до 40 кДж. Имен­но по­это­му связь между этими остат­ка­ми фос­фор­ной кис­ло­ты на­зы­ва­ют мак­ро­эр­ги­че­ской и обо­зна­ча­ют со­от­вет­ствен­ным сим­во­лом.

При гид­ро­ли­зе обыч­ной связи вы­де­ля­ет­ся (или по­гло­ща­ет­ся) неболь­шое ко­ли­че­ство энер­гии, а при гид­ро­ли­зе мак­ро­эр­ги­че­ской связи вы­де­ля­ет­ся на­мно­го боль­ше энер­гии (40 кДж). Связь между ри­бо­зой и пер­вым остат­ком фос­фор­ной кис­ло­ты не яв­ля­ет­ся мак­ро­эр­ги­че­ской, при её гид­ро­ли­зе вы­де­ля­ет­ся всего 14 кДж энер­гии.

Мак­ро­эр­ги­че­ские со­еди­не­ния могут об­ра­зо­вы­вать­ся и на ос­но­ве дру­гих нук­лео­ти­дов, на­при­мер ГТФ (гу­а­но­з­ин­три­фос­фат) ис­поль­зу­ет­ся как ис­точ­ник энер­гии в био­син­те­зе белка, при­ни­ма­ет уча­стие в ре­ак­ци­ях пе­ре­да­чи сиг­на­ла, яв­ля­ет­ся суб­стра­том для син­те­за РНК в про­цес­се тран­скрип­ции, но имен­но АТФ яв­ля­ет­ся наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ным и уни­вер­саль­ным ис­точ­ни­ком энер­гии в клет­ке.

АТФ со­дер­жит­ся как в ци­то­плаз­ме, так и в ядре, ми­то­хон­дри­ях и хло­ро­пла­стах.

Таким об­ра­зом, мы вспом­ни­ли, что такое АТФ, ка­ко­вы её функ­ции, и что такое мак­ро­эр­ги­че­ская связь.

Ви­та­ми­ны – био­ло­ги­че­ски ак­тив­ные ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, ко­то­рые в малых ко­ли­че­ствах необ­хо­ди­мы для по­дер­жа­ния про­цес­сов жиз­не­де­я­тель­но­сти в клет­ке.

Они не яв­ля­ют­ся струк­тур­ны­ми ком­по­нен­та­ми живой ма­те­рии, и не ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­стве ис­точ­ни­ка энер­гии.

Боль­шин­ство ви­та­ми­нов не син­те­зи­ру­ют­ся в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка и жи­вот­ных, а по­сту­па­ют в него с пищей, неко­то­рые син­те­зи­ру­ют­ся в неболь­ших ко­ли­че­ствах мик­ро­фло­рой ки­шеч­ни­ка и тка­ня­ми (ви­та­мин D син­те­зи­ру­ет­ся кожей).

По­треб­ность че­ло­ве­ка и жи­вот­ных в ви­та­ми­нах не оди­на­ко­ва и за­ви­сит от таких фак­то­ров как пол, воз­раст, фи­зио­ло­ги­че­ское со­сто­я­ние и усло­вия среды оби­та­ния. Неко­то­рые ви­та­ми­ны нужны не всем жи­вот­ным.

На­при­мер, ас­кор­би­но­вая кис­ло­та, или ви­та­мин С, необ­хо­дим че­ло­ве­ку и дру­гим при­ма­там. Вме­сте с тем, он син­те­зи­ру­ет­ся в ор­га­низ­ме реп­ти­лий (мо­ря­ки брали в пла­ва­ния че­ре­пах, для борь­бы с цин­гой – ави­та­ми­но­зом ви­та­ми­на С).

Ви­та­ми­ны были от­кры­ты в конце XIX века бла­го­да­ря ра­бо­там рус­ских уче­ных Н. И. Лу­ни­на и В. Па­шу­ти­на, ко­то­рые по­ка­за­ли, что для пол­но­цен­но­го пи­та­ния необ­хо­ди­мо не толь­ко на­ли­чие бел­ков, жиров и уг­ле­во­дов, но и ещё ка­ких-то дру­гих, на тот мо­мент неиз­вест­ных, ве­ществ.

В 1912 году поль­ский уче­ный К. Функ (Рис. 3), изу­чая ком­по­нен­ты ше­лу­хи риса, предо­хра­ня­ю­щей от бо­лез­ни Бе­ри-Бе­ри (ави­та­ми­ноз ви­та­ми­на В), пред­по­ло­жил, что в со­став этих ве­ществ обя­за­тель­но долж­ны вхо­дить амин­ные груп­пи­ров­ки. Имен­но он пред­ло­жи­ли на­звать эти ве­ще­ства ви­та­ми­на­ми, то есть ами­на­ми жизни.

В даль­ней­шем было уста­нов­ле­но, что мно­гие из этих ве­ществ ами­но­групп не со­дер­жат, но тер­мин ви­та­ми­ны хо­ро­шо при­жил­ся в языке науки и прак­ти­ки.

По мере от­кры­тия от­дель­ных ви­та­ми­нов, их обо­зна­ча­ли ла­тин­ски­ми бук­ва­ми и на­зы­ва­ли в за­ви­си­мо­сти от вы­пол­ня­е­мых функ­ций. На­при­мер, ви­та­мин Е на­зва­ли то­ко­фе­рол (от др.-греч. τόκος – «де­то­рож­де­ние», и φέρειν – «при­но­сить»).

Се­год­ня ви­та­ми­ны делят по их спо­соб­но­сти рас­тво­рять­ся в воде или в жирах.

К во­до­рас­тво­ри­мым ви­та­ми­нам от­но­сят ви­та­ми­ны H, C, P, В.

К жи­ро­рас­тво­ри­мым ви­та­ми­нам от­но­сят A, D, E, K(можно за­пом­нить, как слово: кеда).

Как уже было от­ме­че­но, по­треб­ность в ви­та­ми­нах за­ви­сит от воз­рас­та, пола, фи­зио­ло­ги­че­ско­го со­сто­я­ния ор­га­низ­ма и среды оби­та­ния. В мо­ло­дом воз­расте от­ме­че­на явная нужда в ви­та­ми­нах. Ослаб­лен­ный ор­га­низм тоже тре­бу­ет боль­ших доз этих ве­ществ. С воз­рас­том спо­соб­ность усва­и­вать ви­та­ми­ны па­да­ет.

По­треб­ность в ви­та­ми­нах также опре­де­ля­ет­ся спо­соб­но­стью ор­га­низ­ма их ути­ли­зи­ро­вать.

В 1912 году поль­ский уче­ный Ка­зи­мир Функ по­лу­чил из ше­лу­хи риса ча­стич­но очи­щен­ный ви­та­мин B1 – ти­а­мин. Ещё 15 лет по­на­до­би­лось для по­лу­че­ния этого ве­ще­ства в кри­стал­ли­че­ском со­сто­я­нии.

Кри­стал­ли­че­ский ви­та­мин B1 бес­цве­тен, об­ла­да­ет горь­ко­ва­тым вку­сом и хо­ро­шо рас­тво­рим в воде. Ти­а­мин най­ден как в рас­ти­тель­ных, так и мик­роб­ных клет­ках. Осо­бен­но много его в зер­но­вых куль­ту­рах и дрож­жах 

Ти­а­мин в виде таб­ле­ток и в про­дук­тах пи­та­ния — fibromyalgialiving.today

Тер­ми­че­ская об­ра­бот­ка пи­ще­вых про­дук­тов и раз­лич­ные до­бав­ки раз­ру­ша­ют ти­а­мин. При ави­та­ми­но­зе на­блю­да­ют­ся па­то­ло­гии нерв­ной, сер­деч­но-со­су­ди­стой и пи­ще­ва­ри­тель­ной си­стем. Ави­та­ми­ноз при­во­дит к на­ру­ше­нию вод­но­го об­ме­на и функ­ции кро­ве­тво­ре­ния. Один из ярких при­ме­ров ави­та­ми­но­за ти­а­ми­на – это раз­ви­тие бо­лез­ни Бе­ри-Бе­ри  

Ви­та­мин В1 ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в ме­ди­цин­ской прак­ти­ке для ле­че­ния раз­лич­ных нерв­ных за­бо­ле­ва­ний, сер­деч­но-со­су­ди­стых рас­стройств.

В хле­бо­пе­че­нии ти­а­мин вме­сте с дру­гим ви­та­ми­на­ми – ри­бо­фла­ви­ном и ни­ко­ти­но­вой кис­ло­той ис­поль­зу­ет­ся для ви­та­ми­ни­за­ции хле­бо­бу­лоч­ных из­де­лий.

В 1922 году Г. Эванс и А. Бишо от­кры­ли жи­ро­рас­тво­ри­мый ви­та­мин, на­зван­ный ими то­ко­фе­ро­лом или ви­та­ми­ном Е (до­слов­но: «спо­соб­ству­ю­щий родам»).

Ви­та­мин Е в чи­стом виде – мас­ля­ни­стая жид­кость. Он ши­ро­ко рас­про­стра­нен в зла­ко­вых куль­ту­рах, на­при­мер в пше­ни­це. Его много в рас­ти­тель­ных, жи­вот­ных жирах 

Много ви­та­ми­на E в мор­ко­ви, в яйцах и мо­ло­ке. Ви­та­мин E яв­ля­ет­ся ан­ти­ок­си­дан­том, то есть за­щи­ща­ет клет­ки от па­то­ло­ги­че­ско­го окис­ле­ния, ко­то­рое при­во­дит их к ста­ре­нию и ги­бе­ли. Он яв­ля­ет­ся «ви­та­ми­ном мо­ло­до­сти». Огром­но зна­че­ние ви­та­ми­на для по­ло­вой си­сте­мы, по­это­му его часто на­зы­ва­ют ви­та­ми­ном раз­мно­же­ния.

Вслед­ствие этого, де­фи­цит ви­та­ми­на Е, в первую оче­редь, при­во­дит к на­ру­ше­нию эм­брио­ге­не­за и ра­бо­ты ре­про­дук­тив­ных ор­га­нов.

Про­из­вод­ство ви­та­ми­на Е ос­но­ва­но на вы­де­ле­нии его из за­ро­ды­шей пше­ни­цы – ме­то­дом спир­то­вой экс­трак­ции и от­гон­ки рас­тво­ри­те­лей при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах.

В ме­ди­цин­ской прак­ти­ке ис­поль­зу­ют как при­род­ные, так и син­те­ти­че­ские пре­па­ра­ты – то­ко­фе­ро­ла­аце­тат в рас­ти­тель­ном масле, за­клю­чен­ный в кап­су­лу (зна­ме­ни­тый «рыбий жир»).

Пре­па­ра­ты ви­та­ми­на Е ис­поль­зу­ют­ся как ан­ти­ок­си­дан­ты при об­лу­че­ни­ях и дру­гих па­то­ло­ги­че­ских со­сто­я­ни­ях, свя­зан­ных с по­вы­шен­ным со­дер­жа­ни­ем в ор­га­низ­ме иони­зи­ро­ван­ных ча­стиц и ак­тив­ных форм кис­ло­ро­да.

Кроме того, ви­та­мин Е на­зна­ча­ют бе­ре­мен­ным жен­щи­нам, а также ис­поль­зу­ют в ком­плекс­ной те­ра­пии ле­че­ния бес­пло­дия, при мы­шеч­ной дис­тро­фии и неко­то­рых за­бо­ле­ва­ни­ях пе­че­ни.

Ви­та­мин А был от­крыт Н. Друм­мон­дом в 1916 году.

Этому от­кры­тию пред­ше­ство­ва­ли на­блю­де­ния за на­ли­чи­ем жи­ро­рас­тво­ри­мо­го фак­то­ра в пище, необ­хо­ди­мо­го для пол­но­цен­но­го раз­ви­тия сель­ско­хо­зяй­ствен­ных жи­вот­ных.

Ви­та­мин А неда­ром за­ни­ма­ет пер­вое место в ви­та­ми­ном ал­фа­ви­те. Он участ­ву­ет прак­ти­че­ски во всех про­цес­сах жиз­не­де­я­тель­но­сти. Этот ви­та­мин необ­хо­дим для вос­ста­нов­ле­ния и со­хра­не­ния хо­ро­ше­го зре­ния.

Он также по­мо­га­ет вы­ра­ба­ты­вать им­му­ни­тет ко мно­гим за­бо­ле­ва­ни­ям, в том числе и про­студ­ным.

Без ви­та­ми­на А невоз­мож­но здо­ро­вое со­сто­я­ние эпи­те­лия кожи. Если у вас «гу­си­ная кожа», ко­то­рая чаще всего по­яв­ля­ет­ся на лок­тях, бед­рах, ко­ле­нях, го­ле­нях, если по­яви­лась су­хость кожи на руках или воз­ни­ка­ют дру­гие по­доб­ные яв­ле­ния, это озна­ча­ет, что вам недо­ста­ет ви­та­ми­на А.

Ви­та­мин А, как и ви­та­мин Е, необ­хо­дим для нор­маль­но­го функ­ци­о­ни­ро­ва­ния по­ло­вых желез (гонад). При ги­по­ви­та­ми­но­зе ви­та­ми­на А от­ме­че­но по­вре­жде­ние ре­про­дук­тив­ной си­сте­мы и ор­га­нов ды­ха­ния.

Одним из спе­ци­фи­че­ских по­след­ствий недо­стат­ка ви­та­ми­на А яв­ля­ет­ся на­ру­ше­ние про­цес­са зре­ния, в част­но­сти сни­же­ние спо­соб­но­сти глаз к тем­но­вой адап­та­ции – ку­ри­ная сле­по­та. Ави­та­ми­ноз при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию ксе­ро­фталь­мии и раз­ру­ше­нию ро­го­ви­цы. По­след­ний про­цесс необ­ра­тим, и ха­рак­те­ри­зу­ет­ся пол­ной по­те­рей зре­ния. Ги­перви­та­ми­ноз при­во­дит к вос­па­ле­нию глаз и на­ру­ше­нию во­ло­ся­но­го по­кро­ва, по­те­ри ап­пе­ти­та и пол­но­му ис­то­ще­нию ор­га­низ­ма.

Ви­та­ми­ны груп­пы А, в первую оче­редь, со­дер­жат­ся в про­дук­тах жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния: в пе­че­ни, в ры­бьем жире, в масле, в яйцах

infourok.ru

В про­дук­тах рас­ти­тель­но­го про­ис­хож­де­ния со­дер­жат­ся ка­ро­ти­но­и­ды, ко­то­рые в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка под дей­стви­ем фер­мен­та ка­ро­ти­на­зы пе­ре­хо­дят в ви­та­мин А.

Таким об­ра­зом, Вы по­зна­ко­ми­лись се­год­ня со струк­ту­рой и функ­ци­я­ми АТФ, а также вспом­ни­ли о зна­че­нии ви­та­ми­нов и вы­яс­ни­ли, как неко­то­рые из них участ­ву­ют в про­цес­сах жиз­не­де­я­тель­но­сти.

При недо­ста­точ­ном по­ступ­ле­нии ви­та­ми­нов в ор­га­низм раз­ви­ва­ет­ся пер­вич­ный ави­та­ми­ноз. Раз­ные про­дук­ты со­дер­жат раз­ное ко­ли­че­ство ви­та­ми­нов.

На­при­мер, мор­ковь со­дер­жит много про­ви­та­ми­на А (ка­ро­ти­на), ка­пу­ста со­дер­жит ви­та­мин С и т. д. От­сю­да про­ис­те­ка­ет необ­хо­ди­мость сба­лан­си­ро­ван­ной диеты, вклю­ча­ю­щей в себя раз­но­об­раз­ные про­дук­ты рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния.

Ави­та­ми­ноз при нор­маль­ных усло­ви­ях пи­та­ния встре­ча­ет­ся очень редко, го­раз­до чаще встре­ча­ют­ся ги­по­ви­та­ми­но­зы, ко­то­рые свя­за­ны с недо­ста­точ­ным по­ступ­ле­ни­ем с пищей ви­та­ми­нов.

Ги­по­ви­та­ми­ноз может воз­ни­кать не толь­ко в ре­зуль­та­те несба­лан­си­ро­ван­но­го пи­та­ния, но и как след­ствие раз­лич­ных па­то­ло­гий со сто­ро­ны же­лу­доч­но-ки­шеч­но­го трак­та или пе­че­ни, или в ре­зуль­та­те раз­лич­ных эн­до­крин­ных или ин­фек­ци­он­ных за­бо­ле­ва­ний, ко­то­рые при­во­дят к на­ру­ше­нию вса­сы­ва­ния ви­та­ми­нов в ор­га­низ­ме.

Неко­то­рые ви­та­ми­ны вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся ки­шеч­ной мик­ро­фло­рой (мик­ро­био­той ки­шеч­ни­ка). По­дав­ле­ние био­син­те­ти­че­ских про­цес­сов в ре­зуль­та­те дей­ствия ан­ти­био­ти­ков может также при­ве­сти к раз­ви­тию ги­по­ви­та­ми­но­за, как след­ствия дис­бак­те­ри­о­за.

Чрез­мер­ное упо­треб­ле­ние пи­ще­вых ви­та­мин­ных до­ба­вок, а также ле­кар­ствен­ных средств, со­дер­жа­щих ви­та­ми­ны, при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию па­то­ло­ги­че­ско­го со­сто­я­ния – ги­перви­та­ми­но­за. Осо­бен­но это ха­рак­тер­но для жи­ро­рас­тво­ри­мых ви­та­ми­нов, таких как A, D, E, K.

источник конспекта — http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-i-funktsii-atf?seconds=0&chapter_id=98

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=XLwiY5dkoY8

источник виедо — http://www. youtube.com/watch?v=aExflgKux3o

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=RaWqk7FSPpE

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=Wx-t6t01PuQ

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=YX3631pv1Wk

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=SIKsIW2HVyY

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=BeSyX2QU6x4

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=j1Zq5HFKXCE

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/download/

АТФ – определение, структура, производство, синтез, функции

АТФ (аденозинтрифосфат) представляет собой молекулу пирофосфата, которая обеспечивает энергию для проведения метаболических процессов, т. е. поддержания жизни клетки.

Комплексное органическое высокоэнергетическое соединение, дающее энергию для проведения метаболических процессов. Он упоминается как «молекулярная единица валюты » внутриклеточной передачи энергии или «энергетическая валюта клетки 9». 0004» или « единица энергии ячейки ». Это основной источник энергии для использования и хранения внутри каждой клетки.

АТФ

Это сложная органическая молекула, состоящая из фрагментов аденина, рибозы и трифосфата. Энергия, высвобождаемая при клеточном дыхании, улавливается в виде двух фосфодиэфирных связей в молекуле АТФ. Во время гидролиза этих высокоэнергетических фосфодиэфирных связей в молекулах АТФ высвобождается энергия, которая затем используется для клеточной деятельности.

Название IUPAC : Аденозин 5′-(тетрагидрогентрифосфат)

Молекулярная формула: C ₁₀ H ₁₆ N ₅ O _{13 90 024 P 3}

Молекулярный вес : 507,18 г/ моль

Плотность: 1,04 г/см ³

Растворимость : Водорастворимый

Содержание

Структура АТФ Структура АТФ

Состоит из аденина, рибозы и трифосфатный фрагмент. Аденозин присоединяется к 9-атом азота к 1-атому углерода рибозы, которая, в свою очередь, присоединена к 5-углеродному атому сахара к трифосфатной группе. Три фосфатные группы образуют трифосфатную группу. Их называют альфа (α), бета (β) и гамма (γ) фосфатными группами. Есть три фосфодиэфирные связи; один между фосфатными группами, второй между фосфатными группами и третий между фосфатом и сахаром рибозы. Первые два представляют собой высокоэнергетическую фосфодиэфирную связь и выделяют энергию при гидролизе. Следовательно, гидролиз АТФ до АДФ (аденозиндифосфата) и снова до АМФ (аденозинмонофосфата) дает энергию, но разрыв фосфодиэфирной связи между рибозой и фосфатом требует энергии.

Производство АТФ

АТФ представляет собой богатое энергией соединение, в основном синтезируемое в процессе клеточного дыхания в аэробных и анаэробных клетках. Окисление глюкозы, липидов (жиров) и аминокислот приводит к образованию молекул АТФ внутри клеток. Энергия, высвобождаемая при окислении этих питательных веществ, улавливается в форме высокоэнергетической фосфодиэфирной связи в молекуле АТФ.

Глюкоза и АТФ

Углеводы являются основным источником энергии. Углеводы, потребляемые в различных формах (крахмал, сахароза, декстроза, лактоза, фруктоза и т. д.), в основном расщепляются до моносахаридной формы «глюкозы». Затем глюкоза подвергается метаболическим реакциям, гликолизу, циклу Кребса и окислительному фосфорилированию и окисляется до высвобождать энергию. Эта высвободившаяся энергия улавливается и сохраняется в виде АТФ.

Точно так же метаболизм белков и липидов также производит простые конечные продукты, такие как ацетил-КоА, сукцинил-КоА, кетокислоты, аммиак и т. д., которые затем подвергаются циклу Кребса и окислительному фосфорилированию с образованием молекул АТФ.

Механизмы синтеза АТФ

Синтез АТФ происходит во время нескольких клеточных процессов, включая реакции фосфорилирования. Это может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Важными способами производства АТФ являются; клеточное дыхание (окислительное фосфорилирование, фосфорилирование на уровне субстрата), бета-окисление и катаболизм липидов, катаболизм белков, фотофосфорилирование и ферментация.

1. Клеточное дыхание

Это процесс, при котором глюкоза катаболизируется в ацетил-КоА и подвергается окислительному фосфорилированию для синтеза АТФ. Это основной механизм синтеза большей части АТФ, необходимой клетке. Производство АТФ посредством клеточного дыхания происходит в два разных этапа;

а. Фосфорилирование на уровне субстрата

Производство АТФ происходит непосредственно во время гликолиза. В гликолитическом пути окисление G-3-P ферментом G-3-P-дегидрогеназой добавляет высокоэнергетическую фосфатную группу, которая переносится на АДФ в следующей реакции с образованием молекулы АТФ.

В другой реакции энергия, высвобождаемая при дегидратации 2-фосфоглицерата, преобразует низкоэнергетическую фосфатную связь в высокоэнергетическую фосфатную связь, которая передается АДФ в следующей реакции с образованием молекулы АТФ.

Затем пируват окисляется до молекулы ацетил-КоА с помощью комплексов пируватдегидрогеназы. Образовавшийся таким образом ацетил-КоА затем подвергается циклу Кребса, где он окисляется с образованием одного эквивалента АТФ, то есть молекулы ГТФ, трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН 9.0023 2 . Эти молекулы NADH и FADH ₂ являются переносчиками электронов, которые войдут в ЭТЦ (цепь переноса электронов) и произведут молекулы АТФ.

б. Окислительное фосфорилирование

Промежуточные соединения, такие как НАДН и ФАДН ₂ , образующиеся во время гликолиза, декарбоксилирования пирувата и цикла Кребса, используются в качестве переносчиков электронов и подвергаются в качестве субстрата цепи переноса электронов (ЭТЦ), генерирующей протонный градиент. Протонный градиент сочетается с хемиосмосом, при котором фермент АТФ-синтаза синтезирует АТФ.

2. Фотофосфорилирование

Это процесс, при котором энергия света используется для фосфорилирования АДФ в АТФ внутри хлорофиллсодержащих клеток. Общая реакция фотофосфорилирования может быть выражена как:

АДФ + световая энергия + Pi → АТФ

Она бывает двух типов; циклическое и нециклическое фотофосфорилирование.

а. Циклическое фотофосфорилирование

Это процесс фотофосфорилирования, при котором электроны, высвобождаемые пигментом P700 Фотосистемы-I, возвращаются обратно в Фотосистему-I. Высвобожденный электрон подвергается воздействию ЭТЦ, который создает протонный градиент, который используется для производства АТФ с помощью АТФ-синтазы в процессе, называемом хемиосмосом. Преимущественно это происходит в бактериальных клетках.

б. Нециклическое фотофосфорилирование

Это процесс фотофосфорилирования, при котором высвобожденные электроны не возвращаются обратно в фотосистему, которая их производит. В этом механизме обе фотосистемы-I и –II возбуждаются одновременно. Электроны, высвобождаемые P680 фотосистемы-II, проходят через ETC, генерируя АТФ, путем фосфорилирования АДФ ферментом АТФ-синтазой при хемиосмосе. Затем электроны используются для замены электронов, потерянных P700 фотосистемы-II во время фотовозбуждения. Затем электроны, высвобождаемые фотосистемой-II, используются для восстановления НАДФ+ до НАДФН. Это преимущественно происходит в растительных клетках и вызывает высвобождение одного O ₂ молекулы на каждом этапе.

3. Бета-окисление

Это катаболическая реакция, при которой жирные кислоты окисляются до ацетил-КоА, которые затем подвергаются циклу Кребса и ЭТС одновременно для образования АТФ. В каждом цикле бета-окисления образуется один ацетил – КоА, НАДН и ФАДН ₂ . Эти промежуточные продукты затем дополнительно метаболизируются с высвобождением АТФ в цикле Кребса и в процессах окислительного фосфорилирования.

4. Ферментация

Это процесс производства органической кислоты или спирта путем восстановления пирувата, образующегося при гликолизе сахара (глюкозы). Это происходит в процессе анаэробного дыхания. Это процесс фосфорилирования на уровне субстрата, при котором 2 молекулы АТФ образуются из одной молекулы глюкозы. Конечным продуктом является либо молочная кислота, либо этанол. Эти продукты не могут вступать в окислительное фосфорилирование из-за недостатка кислорода. Следовательно, больше молекул АТФ не образуется. Следовательно, он менее эффективен, чем процесс аэробного дыхания в образовании АТФ.

Гидролиз АТФ

Это процесс катаболической реакции, при котором богатые энергией фосфодиэфирные связи молекул АТФ разрушаются (гидролизуются) с высвобождением энергии и молекул неорганического фосфата в присутствии воды и фермента АТФазы. Это экзергоническая реакция, при которой высвобождается энергия, накопленная в фосфодиэфирной связи во время образования АТФ. Эта высвобождаемая энергия используется клеткой для выполнения нескольких клеточных действий и реакций.

АТФ сначала гидролизуется, разрывая одну богатую энергией фосфодиэфирную связь с образованием АДФ. Молекула АДФ может далее гидролизоваться, разрывая другую богатую энергией фосфодиэфирную связь с образованием АМФ. Расщепление фосфодиэфирной связи катализируется ферментом АТФ-гидролазой (АТФазой) в присутствии воды. Гидролиз АТФ является обратимой реакцией, т. е. АДФ и АМФ могут рефосфорилироваться из молекулы АТФ.

При гидролизе АТФ до АДФ выделяется 7,3 ккал/моль энергии. Его можно выразить следующим образом:

Гидролиз АТФ в АДФ

Где ∆G= свободная энергия Гиббса = – 7,3 ккал/моль энергии

Дальнейший гидролиз АДФ в АМФ высвобождает 7,5 ккал/моль энергии. Это может быть выражено как:

Гидролиз АДФ до АМФ

Где ∆G= Свободная энергия Гиббса = – 7,5 ккал/моль энергии

Общая реакция может быть резюмирована как:

Гидролиз АТФ

Функции АТФ

1. АТФ играет важную роль в анаболических реакциях, обеспечивая энергию для формирования или разрушения костей. Это основной источник энергии для клеточных реакций и процессов. Энергия хранится и транспортируется в виде АТФ внутри живых клеток. Все другие формы химической энергии в клетке перед использованием преобразуются в АТФ.
2. Жизненно важные процессы, такие как сокращение-расслабление мышц, движение клеток, передача импульсов, работа сердца, кровообращение и т. д., требуют гидролиза АТФ в качестве топлива.
3. АТФ используется в качестве источника энергии для транспорта молекул в клетку и из нее во время активных транспортных механизмов.
4. АТФ действует как внутриклеточный резервный источник энергии.
5. АТФ участвует во внутриклеточных сигнальных процессах. Они служат субстратом для киназ переноса фосфата, ферментов аденилатциклазы и др. АТФ превращается в цАМФ (циклический АМФ), который действует как вторичные сигнальные молекулы во время внутриклеточных сигнальных процессов.
6. АТФ также участвует во внеклеточной передаче сигналов и нейротрансмиссии. Во время процесса пуринергической передачи сигналов АТФ используется для связи между клетками. Он также служит нейротрансмиттером в нескольких нейронных сигнальных процессах.
7. АТФ требуется для биосинтеза молекул ДНК и РНК. ДНК-гираза прокариот или ДНК-топоизомераза II требует АТФ в форме дАТФ (дезоксирибонуклеотид-аденозинтрифосфат).
8. Он также участвует в реакциях синтеза белка, активируя ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы.
9. В клеточных мембранах присутствует несколько кассетных транспортеров, связывающих АТФ (транспортеры ABC), которые используют энергию связывания и гидролиза АТФ для клеточного транспорта, такого как поглощение витаминов, ионов металлов, предшественников биосинтеза и т. д., а также отток липидов, остатков лекарств, стеролов и т. д. .   
10. Инъекционные АТФ используются в качестве диагностических и терапевтических препаратов при некоторых заболеваниях сердца (сердечные брадиаритмии).
Установлено, что
11. АТФ действует как биологический гидротроп. АТФ может препятствовать термической агрегации белков и растворимости белков.
12. АТФ также изучается на предмет его омолаживающих свойств и используется в препаратах против старения.

Ссылки

1. Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2017). Принципы биохимии Ленингера  (7-е изд.). В.Х. Фриман.
2. Сатьянараяна, У. (2013). Биохимия . Эльзевир Науки о здоровье. https://books.google.com.np/books?id=Bd9XAwAAQBAJ
3. Данн Дж., Гридер М.Х. Физиология, Аденозинтрифосфат. [Обновлено 17 февраля 2022 г.]. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 янв. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK553175/9.0176
4. Национальный центр биотехнологической информации (2022 г.). Сводка соединений PubChem для CID 5957, аденозин-5′-трифосфат. Получено 2 апреля 2022 г. с сайта https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Adenosine-5_-triphosphate.
5. АТФ – энергетическая валюта клетки – структура и ее функции (byjus.com)
6. Аденозинтрифосфат (АТФ) – определение, структура и функция (biologydictionary.net)
7. Что такое АТФ – биология мудрая
8. Синтез АТФ – NEET Biology Notes (byjus.com)
9. СПС | Биология I (lumenlearning.com)
10. Фотофосфорилирование: определение и типы – исследование QS
11. Циклическое фотофосфорилирование и нециклическое фотофосфорилирование (byjus. com)
12. Фотофосфорилирование | Биониндзя
13. Фотофосфорилирование – обзор | Темы ScienceDirect
14. Бета-окисление – определение, этапы и тест | Биологический словарь
15. Бета-окисление жирных кислот: этапы и примеры — Online Biology Notes
16. Почему ферментация менее эффективна при производстве АТФ? — Нинесс
17. Ферментация | Общая биология в BCC (cuny.edu)
18. Что такое гидролиз АТФ? (с картинками) (thehealthboard.com)
19. blobs.org — Гидролиз АТФ
20. Гидролиз и синтез АТФ (1.6.2) | Примечания к редакции AQA A Level Biology 2017 | Сохранить мои экзамены
21. » Сколько энергии выделяется при гидролизе АТФ? (bionumbers.org)
22. СПС | Структура, синтез, гидролиз, функции и резюме (alevelbiology.co.uk)
23. Хах, Б.С., и Бернсток, Г. (2009 г.). Двойная жизнь АТФ. Scientific American , 301 (6), 84–92. https://doi.org/10.1038/scientificamerican1209-84
24. Пеллег А., Куталек С. П., Фламманг Д. и др.  ATPace™: аденозин-5′-трифосфат для инъекций. Пуринергическая сигнализация 8, 57–60 (2012). https://doi.org/10.1007/s11302-011-9268-1
25. Чу, Х.Ю., Ван, Г., и Чжан, Х.Ю. (2021). АТФ как антивозрастной агент: за пределами энергетического резервуара. Открытие лекарств сегодня , 26 (12), 2783–2785. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2021.09.022
26. Хопфнер, К.-П., Карчер, А., Шин, Д.С., Крейг, Л., Артур, Л.М., Карни, Дж.П., и Тайнер, Дж.А. (2000). Структурная биология АТФазы Rad50: управляемый АТФ конформационный контроль при репарации двухцепочечных разрывов ДНК и суперсемейство ABC-АТФаз. Сотовый , 101 (7), 789–800. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(00)80890-9  
27. Йоханнес Мерингер, Туан-Минь До, Дидье Туро, Макс Хоэншуц, Али Хошсима, Доминик Хоринек, Вернер Кунц, Хофмайстер против Нойберга: действительно ли АТФ является биологическим гидротропом?, Cell Reports Physical Science, Volume 2, Issue 2, 2021, 100343 , ISSN 2666-3864, https://doi. org/10.1016/j.xcrp.2021.100343

Образование и роль АТФ, креатининфосфата и BMR: Pharmaguideline

Конденсация АДФ с неорганическим фосфатом с образованием АТФ является сильно эндотермической.

Образование АТФ

Конденсация АДФ с неорганическим фосфатом с образованием АТФ является сильно эндотермической. В первичных частицах имеется АТФ-синтетаза, расположенная на внутренней поверхности кристовой мембраны. АТФ гидролизуется первичными частицами до фосфата и АДФ.

АТФ-синтетаза содержит три эквивалентных каталитических центра в своей многосубъединичной структуре.

В любой конкретный момент каждый центр реакции находится в различном состоянии:

• Фосфат и АДФ связаны с одним центром
• АДФ и фосфат катализируются с образованием АДФ и фосфата, а вода выделяется в виде -продукт
• АТФ выгружается с одного участка, готов к поступлению АДФ и фосфата

По мере того, как фотоны проходят через стебель первичной частицы, пересекающий кристовую мембрану, АТФ-синтетаза вращается, заставляя каждый сайт, в свою очередь, переходить к следующему этапу реакции.

Доступность АДФ контролирует транспорт электронов и окисление субстрата

Стебель первичной частицы может быть не в состоянии пересечь стебель АДФ, если в пустом месте нет АДФ для связывания. Следовательно, центральная часть АТФ-синтетазы не может вращаться. Результатом является накопление протонов в кристальном пространстве, что, в свою очередь, препятствует дальнейшему обмену протонами в цепи переноса электронов, что приводит к прекращению транспорта электронов (и, таким образом, окислению субстрата).

Функции и роль АТФ

Различные молекулы транспортируются через клеточные мембраны с помощью АТФ, который выполняет множество функций внутри клетки. Помимо обеспечения энергией для сокращения мышц, АТФ также поставляет энергию для кровообращения, передвижения и других функций организма. Помимо производства энергии, АТФ необходима для синтеза тысяч типов макромолекул, необходимых для выживания клетки. Аденозинтрифосфат работает как переключатель для управления химическими реакциями и отправки сообщений.

Метаболические процессы зависят от молекул АТФ

• Молекулы АТФ можно рециркулировать после каждой реакции.
• Экзергонические и эндергонические процессы приводятся в действие молекулами АТФ.
• Нейротрансмиттер и внеклеточная сигнальная молекула, АТФ используется как центральной нервной системой, так и периферической нервной системой.
• В отличие от других источников энергии, он может быть непосредственно использован в различных метаболических процессах. Энергия из других химических источников должна быть преобразована в АТФ, прежде чем ее можно будет использовать.
• В метаболизме участвуют ферментативные реакции, фотосинтез, фотофосфорилирование, деление клеток, синтез белка, эндоцитоз, аэробное дыхание, экзоцитоз и подвижность.

Образование креатинфосфата

Аденозиндифосфат (АДФ) превращается в аденозинтрифосфат (АТФ) из креатинфосфата (КФ), фосфорилированной формы креатина. Упражнения расщепляют АТФ на АДФ, но на ранних стадиях он рефосфорилируется. Таким образом, креатинфосфат можно рассматривать как источник топлива для работающих мышц. Хотя этот запас обычно довольно мал, короткие тренировки требуют его как единственного топлива для создания АТФ. Помимо печени и поджелудочной железы, почки и поджелудочная железа также синтезируют креатин. Метильная группа S-аденозилметионина присоединяется к глициновой группе аргинина и гуанидиногруппе глицина. Он транспортируется через мембраны мышечных и нервных клеток с помощью специфической транспортной системы. Фермент креатинкиназа фосфорилирует креатин до креатинфосфата. Мышцы (преимущественно скелетные) содержат около 95% запаса креатин-КП. Соотношение между креатином и креатином составляет 2:1. CP и креатин разрушают креатинин, вещество, выделяемое с мочой. Организм должен синтезировать или потреблять около 2 граммов креатина, чтобы восполнить эту потерю. Креатин в основном содержится в мясе, но его также можно найти в молоке и рыбе.

Роль креатинфосфата

Мышечные клетки хранят фосфат в креатинфосфате, основной молекуле, хранящей фосфат. В покоящихся мышцах преобладает креатинфосфат, концентрация которого в пять раз превышает концентрацию АТФ. Во время острой потребности в энергии креатинкиназа фосфорилирует АДФ в АТФ с использованием креатинфосфата. В дополнение к сперматозоидам и фоторецепторным клеткам, креатинфосфат имеет решающее значение для глаз. Фосфаты мозга могут служить не менее важным источником стабилизирующей энергии. Давно известно, что высокоэнергетические фосфаты способствуют поддержанию мембранных потенциалов, высвобождению нейротрансмиттеров, поддержанию кальциевого гомеостаза, апоптозу, миграции и выживанию нейронов. Кофакторы, такие как креатин, необходимы ферментам, таким как аденилаткиназа.

BMR

В состоянии покоя скорость основного обмена эндотермического животного (BMR) показывает количество энергии, которое оно расходует в единицу времени. Это измеряется в единицах энергии в единицу времени, таких как ватты (джоули в секунду) и миллилитры кислорода в минуту или джоули на килограмм в час (ч•кг). Для обеспечения надлежащего измерения необходимо соблюдать ряд строгих критериев. Физически невозмущенный, в термически нейтральной среде и без активного переваривания пищи — требования для соответствующих постабсорбционных состояний. Животные с брадиметаболической скоростью метаболизма, такие как рыбы и рептилии, называются стандартной скоростью метаболизма (SMR). Скорость метаболизма измеряется при той же температуре, что и BMR, но требуется документальное подтверждение температуры. 9Таким образом, 0005

BMR представляет собой вариант стандартных измерений скорости метаболизма, в котором не учитывается информация о температуре, что вызывает проблемы с определением «стандартной» скорости метаболизма для многих млекопитающих. Метаболизм тела состоит из процессов, необходимых для функционирования. В состоянии покоя организму человека требуется определенное количество энергии для функционирования. Это называется основной скоростью метаболизма. Тело проходит через несколько процессов, чтобы дышать, циркулировать кровь, регулировать температуру тела, производить клетки и функционировать мозг и нервы. Скорость основного обмена человека определяет, сколько калорий он сжигает каждый день и поддерживает ли он вес, набирает или теряет. От 60 до 75 процентов ежедневного расхода калорий человека приходится на его базовый уровень метаболизма. На это влияет несколько факторов. Когда человеку исполняется 20 лет, масса его тела обычно уменьшается на 1–2 % за десятилетие. Однако индивидуальные различия могут быть значительными.

Производство тепла телом называется термогенезом, и количество затрачиваемой им энергии можно измерить. Когда человек становится старше, и по мере того, как мышечная масса тела уменьшается (как это происходит при старении), скорость метаболизма тела (BMR) снижается. Рост мышц увеличивает BMR. Было обнаружено, что при поправке на безжировую массу тела уровень аэробной подготовленности не связан с BMR. Хотя уровень аэробной подготовки зависит от сердечно-сосудистых упражнений, он не влияет на BMR. Несмотря на это, анаэробные упражнения действительно увеличивают расход энергии в состоянии покоя (см. «Аэробные и анаэробные упражнения»). Болезни, ранее потребляемые продукты и напитки, температура окружающей среды и уровень стресса также могут влиять на общий расход энергии и уровень основного обмена.

Когда человек бодрствует, BMR измеряется в очень ограниченных условиях. Измерения BMR требуют, чтобы симпатическая нервная система человека не стимулировалась, а это означает, что они должны быть полностью беспокойными. Более распространенным измерением является скорость метаболизма в покое (RMR), поскольку строгих критериев меньше. Непрямая калориметрия может использоваться для измерения BMR, а прямая калориметрия может использоваться для его непосредственного измерения. Оцените возраст, рост и вес, используя уравнение, основанное на факторах пола, веса и роста. Исследователи, изучающие энергетический обмен, подтвердили правильность дыхательного коэффициента (RQ), одного из показателей, измеряющих состав углеводов, жиров и белков, а также их преобразование в энергетические субстраты, которые могут быть использованы организмом.