Organizmda energiya va modda almashinuvining o’zaro bog’liqligi Darsning maqsadi: Organizmda moddalar va energiya almashinuvi, energiya almashinuvi va uning boshqarilishi haqida tushuncha berish Moddalar almashinuvi yoki metabolizm — tirik organizmlarning oʻsishi, hayot faoliyati, koʻpayishi, tashqi muhit bilan munosabatlarini doimiy taʼminlaydigan kimyoviy oʻzgarishlar majmui. Moddalar almashinuvi tufayli xujayra tarkibiga kiradigan molekulalar parchalanadi va sintezlanadi, hujayra strukturalari va hujayralararo moddalar hosil boʻladi, yemiriladi va yangilanadi. Mas, odamda barcha toʻqima oqsillarining yarmisi taxminan 80 sutkada parchalanib, yangidan hosil boʻladi; jigar va qon zardobidagi oqsillarning yarmi har 10 kunda, muskul oqsillari 180 kunda, ayrim jigar fermentlari har 2—4 soatda yangilanib turadi. Moddalar almashinuvi energiya almashinuvi bilan chambarchas bogʻlangan boʻlib, ularni bir-biridan ajratib boʻlmaydi. Hujayralarda sodir boʻladigan moddalar almashinuvi bilan energiya almashinuvi biologik katalizatorlar — fermentlar ishtirokida amalga oshadi. Energiya almashinuvida murakkab organik molekulalardagi kimyoviy bogʻlar shaklida mavjud boʻladigan potensial energiya kimyoviy oʻzgarishlar tufayli hujayra strukturasi va funksiyasini, tana haroratini saqlab turish, ish bajarish va boshqa jarayonlar uchun sarf boʻladigan energiyaga aylanadi. Moddalar almashinuvi hujayrada bir vaqtning oʻzida kechadigan va oʻzaro bogʻliq boʻlgan ikki jarayon — anabolizm va katabolizmdan iborat. Katabolik jarayonlarda murakkab molekulalar oddiy molekulalarga parchalanib, koʻp miqdorda energiya ajraladi. Bu energiya maxsus kimyoviy energiyaga boy makroergik bogʻlar, asosan, adenozintrifosfat kislota (ATF) va boshqa molekulalar shaklida jamgʻariladi. Katabolik oʻzgarishlar, odatda, gidrolitik va oksidlanish reaksiyalari natijasida amalga oshadi. Bu reaksiyalar kislorodsiz (anaerob yoʻl — glikoliz, bijgʻish) hamda kislorod ishtirokida (aerob yoʻl — nafas olish) sodir boʻladi. Har bir tirik organizm hayoti, unda kechadigan kimyoviy jarayonlar, modda va energiya almashinuvi tashqi muhit bilan bog’liq. Muhitning ekologik o’zg arishi undagi jarayonlarni buzilishiga turli xil kasalliklarni kelib chiqishiga sababchi bo’ladi. Har yili yerda taxminan 6 mln. rak hodisasi ro’yhatga olinadi va bu son o’sib b ormoqda. Bunday iflos kasalliklar paydo bo’lishining 75-90% i muhitni har xil omilllarini ta’siri bilan bog’langan. Onkologik kasallliklarni keltirib chiqaruvchi sabablar va o’limga olib boruvchi tasodiflari % ko’rinishida quyidagi jadvalda ko’rsatilgan. Chekish 25-40 Dieta 10-70 Ish sharoitlarinining noqulayligi 2-8 Spirtli ichimliklar 24 Havo va suvning ifloslanishi 1-4 Dorivor preparatlar 1-5 Inson paydo bo’libdiki uning hayoti ekologik muhit faktorlari: yorug’lik havo nam lik, harorat, bosim va boshqalari bilan bog’liq. Insonlar o’zlaridan chiqadig an turli chiqindilarni havo, suv, tuproqqa tashlaydilar bular esa atrof mmuhit ni ifloslaydi. Iflos havodan nafas olgan, suvni ichgan, iflos tuproqda yetisht irilgan sabzavot mevalarning yegan odamlar biz yuqorida aytib o’tgan kasall iklarga duchor bo’ladi. Modda va energiya almashinuvi jarayonlarining organ izmda normal kechishi uchun ekologik muhit sog’lomligini doimo ta’minlashimiz kerak. Ikkinchi yoʻl evolyusion nuqtai nazardan ancha yosh va energetik jihatdan ancha samarali boʻlib, unda organik moddalar CO2 va suvgacha toʻliq parchalanadi. Hujayrada katabolizm va anabolizm reaksiyalari bir vaqtda kechadi; katabolik oʻzgarishlarning oxirgi bosqichi anabolizmning boshlangʻich reaksiyalari hisoblanadi. Biroq, moddalar almashinuvining anabolitik va katabolitik yoʻllari oʻzaro mos kelmaydi. Masalan, glikogenning laktat kislotagacha parchalanishida 12 ta ferment ishtirok etib, ularning har biri bu jarayonning alohida bosqichini katalizlaydi. Glikogenning laktat kislotadan hosil boʻlishi jarayoni esa 9 ta fermentativ reaksiyalardan iborat boʻlib, ular tegishli katabolik reaksiyalarning aksi hisoblanadi. Xuddi shunga oʻxshash oqsillar bilan aminokislotalar yoki yogʻlar bilan faollashgan atsetat kislota oʻrtasida kechadigan anabolik va katabolik re-aksiyalar ham oʻzaro mos kelmaydi. Moddalar almashinuvining reaksiyalari hujayraning maʼlum qismlari — kompartamentlarda amalga oshadi. Mas, glikoliz jarayoni hujayra sitoplazmasida, gidrolitik parchalanish reaksiyalari — lizosomalarda, lipidlarning hosil boʻlishi silliq endoplazmatik toʻrda, oqsillar biosintezi ribosomalarda roʻy beradi. Moddalar almashinuvining umumiy bosqichlari bir-biri bilan doimo bogʻlangan boʻladi. Moddalar almashinuvining asosiy oraliq moddasi piruvat kislota uglevodlar, lipidlar va oqsillar almashinuvi reaksiyalarini oʻzaro bogʻlab turadi. Barcha tirik organizmlar uchun xos boʻlgan hujayra darajasidagi Moddalar almashinuvi, asosan, bir xil usulda boshqariladi. Bunda biokimyoviy jarayonlarning jadalligi va yoʻnaltirilganligi fer-mentlar faolligiga taʼsir koʻrsatish, ularning hosil boʻlishi yoki parchalanishini boshqarish orqali amalga oshadi. Yuksak darajada rivojlangan organizmlarda moddalar almashinuvi qoʻshimcha boshqaruv mexanizmlariga ega. Moddalar almashinuvi nerv sistemasi orqali va gormonal yoʻl bilan ham boshqarib turiladi. Modda va energiya almashinuvi organizmning kimyoviy tarkibi o’zgarmagan holda organ va to’qimalrninig uzluksiz yangila nib turishiga imkon moddalarning asosiy gruppalari oqsillar, yog’lar va uglevodlardir. Oqsillar organizmda asosan plastik material sifatida, uglevodlar va yog’lar es a sarflangan energiya o’rnini qoplash uchun ishlatiladi. Turli oziq moddalar ning organizmga kirgandan to keraksiz moddalar hosil bo’lguncha va tashqar iga chiqarilguncha o’zgarish jarayoni metabolizm deyiladi. Oqsillar aminokislotalardan tuzilgan. Ular molekulasi tarkibida 20 ta aminokislota bo’ladi. Ularning 10 tasi almashtirib bo’maydigan-eng zarur aminokislotalardir. Ular organizmda bahsqa moddaladan sintez qilimaydi. Qolgan 10 tasi almashtirish mumkin bo’gan aminokislotalardir. Shuni alohida qayd qilish kerakki, bolalar organizmining o’sishi va rivollanishi uchun ularning ovqat tarkibidagi oqsillarning 80-90 %i sifatli (go’sht, baliq, tuxum, sut) bo’lishi kerak. Kattalar ovqati tarkibdagi oqsillarning 50 %i sifatli va 50 %i sifatsiz bo’lishi mumkin. Katta odam kundalik ovqatining tarkibida 80-120g oqsil bo’lishi kerak. Yog’lar almashinuvi. Yog’lar ham oqsillarga o’xshash odam organizmida plastik va energetik ahamiyatga ega. 1g yog’ organizmida kislorod ta’sirida oksidlanib, 9,3 kkal energiya ajratadi. Yog’lar ikki xil bo’ladi: hayvon yog’lari (dumba, charvi yoglari, sariyog, baliq yogi, tuxum sarigi tarkibida yog kabilar); o’simlik yoglari (paxta, kungaboqar, zig’ir, kunjut, makkajo’xori, zaytun moylari). Dumba, charvi va tuxum sarig’i tarkibidagi yog’larda xolesterin moddasi ko’p. Bu modda ateroskleroz (qon tomirlarning qattiqlashib, mo’rtlashib va toraib qolishi) kasalligi kelishiga sabab bo’ladi. Shuning uchun yoshi 40dan oshgan odam hayvon yog’i va tuxumni kamroq iste’mol qilishi kerak. Uglevodlar almashinuvi. Uglevodlar odam organizmida asosan energiya manbai bo’lib hisoblanadi. Ayniqsa, jismoniy ish bajarganda ular birinchi bo’lib parchalanadi va hujayra-to’qimalarni, ayniqsa muskullarini ish faoliyati uchun zarur bo’lgan energiya bilan ta’minlaydi. 1g uglevod kislorod ta’sirida parchalanib, 4,1 kkal energiya ajratadi. Uglevodlar asosan o’simliklardan olinadigan ovqat mahsulotlarida ko’p bo’ladi (non, kartoshka, mevalar, qovun-tarvuz hamda shirinliklarda). Katta odamning birkunlik ovqat tarkibida 350-450g uglevod bo’lish kerak. Vitaminlar. Vitaminlar biologik faol moddalar bo’lib, organizmda moddalar almashinuvida qatnashadi. Moddalar va energiya almashinuvi jarayonida vitaminlar suv va turli mineral (natriy, kalsiy, fosfor ), shuningdek qator mikroelementlar magniy, rux, ftor va boshqalar anorgani k birikmalar katta ahamiyatga ega. Bu moddalar hujayralardagi bioelektrik (nerv impulsini o’tkazish) va osmotik jarayonlarda qatnashadi, tishlar, suyakla r tarkibiga kiradi; ular ko’pgina fermentlar va nafas pigmentlarining ta’sir k o’rsatishi uchun zarur. Organizmning hayot faoliyati jarayonida moddalar va energiya almashinuvi darajasi o’zgarib, takomillashib boradi. Bunga moddalar v a energiya almashinuvidagi jarayonlarning bir- biri bilan moslashuvi tufayli erishiladi. Muhit o’zgarganda moddalar va energiya almashinuvi jarayonini organizm uchun kerakli yo’nalishda o’zgartiruvchi bos hqaruv mexanizmlari ishga tushiriladi. Chunonchi, anaerob muhitda oksidlovchi fosforning hosil bo’lish jarayoni glikoliz bilan a lmashinadi. Aksincha, kislorodning to’qimalarida ortishi tufayli glikoliz to’xt ab qoladi va oksidlovchi fosfor hosil bo’lishi kuchayadi. Moddalar va energi ya almashinuvining hujayralar va to’qimalarda boshqarilishi fermentativ reaksi yalarga, sintezning boshqarilishiga va fermentlar aktivligiga muayyan tarzida ta’sir etish yo’li bilan amalgam oshiriladi. To’qimalardagi almashinuv jarayonlari o’z- ozidan teskari aloqa tipida boshqarilishi mumkin. ATFning sintezlanishi iste’ mol qlinishidan ortiq bo’lsa oksidlovchi fosforlanish jarayoni tormozlanadi v a aksincha bo’lishi mumkin. Moddalar va energiya almashinuvini boshqarishd a biologik membranalar roli muhim o’rinni egallaydi, ular hujayralarga turli birikmalarning tushishi va chiqib ketishi tezligini nazorat qilib turadi. Markaziy va vegetativ nerv sistemasi moddalar va energiya almashinuv i jarayonlarining nerv orqali boshqarilishini ta’minlaydi. Bu jarayon tropik ta’ sir yoki ichki secretsiya bezlari ajratadigan garmonlar orqali amalga oshirilad i. Odamning har qanday kasalligi moddalar va energiya almashinuvining izda n chiqishi bilan kechadi, bu ayniqsa nerv sistemasi funksiyalari va ichki secretsiya bezlari buzilishlarida ro’y rost nam oyon bo’ladi. Moddalar va energiya almashinuvi noto’g’ri ovqatlanganda buziladi. Oksidlanish jarayonlari tezligining o’zgarishiga sabab bo’ladigan moddalar va energiya almashinuvid agi umumiy buzilishining belgilari asosiy almashinuvidagi o’zgarishlar hisobla nadi. Asosiy almashinuvi bu – odam tamomila tinch turganda moddalar almashinuvi jarayonining minimal tezligida hosil bo’ladigan issiqlik miqdoridir. Klinikada tekshirilgan da asosiy almashinuv tezligi maxsus apparatlar yordamida aniqlanadi. Qalqonsimon bez funksiyasining kuchayishiga aloqador kasalliklarda asos iy almashinuvi orrtib, mazkur bez funksiyasi yetishmovchiligi paydo bo’lgan kasalliklarda, shuningdek gipofiz, buyrak usti bezlari, jinsiy bezlar funksiyasi susayganda v a och qolganda pasayib ketadi oqsil, yog’, uglevod, minerallar va suv- tuz almashinuvining buzilishi farqlanadi Modda va energiya almasinuvini buzilishiga gaz almashinuvini tekshirib , organizmga tushgan moddalar miqdori bilan undan chiqib ketgan miqdor o’ rtasidagi nisbatga qarab, qon, siydik va boshqalarning kimyoviy tarkibini aniqlab diagnoz qo’yiladi. Uni davoolash asosan uni keltirib chiqargan sabablarini o’rganishdan iborat. Amaliy tavsiyalar: talabalar tomonidan tirik organizmlarda energiya sarfi, moddalar almashinivi kabi tushunchalarni o’rganib kelish tavsiya qilinadi hamda test savollari taqdim etiladi. 1.Bir kecha- kunduzda tana massasi 70 kg bo‘lgan odam taxminan qancha kkal energiya sarf laydi. A) 2600 B) 2500 C) 2300 B) 3000 2. Organik birikmalar parchalanganida ulardagi kimyoviy energiya qanday energiyaga aylanadi? A) elektr, B) mexanik C) issiqlik D) barchasi 3. Bu energiyasi axborotni nerv tolalari bo‘ylab o'tkazilishini taminlaydi A) Mexanik B) elektr C) kimyoviy D) yorug`lik 4. Bu energiya skelet muskullari, yurak, diafragmaning qisqarishini ta’minlaydi? A) Mexanik B) elektr C) kimyoviy D) yorug`lik 5. Barcha turdagi energiyalar bu energiyasiga aylanadi. A) Mexanik B) elektr C) kimyoviy D) issiqlik