img007 3

Metabolizm i termoregulacja

Metabolizm to przemiana materii i energii zachodząca w organizmach żywych. Tworzą go 'procesy anaboliczne i kataboliczne. które się nawzajem warunkują i zachodzą jednocześnie.

U

Anabolizm to procesy syntezy związków wielkocząsteczkowych z małocząstec/.kowych wymagające dostarczenia energii w postaci ATP; zwykle są to reakcje redukcji. I

Katabolizm zaś to procesy rozpadu czyli tworzenia związków małocząstcczkowych z wielkocząsteczkowych. dostarczające energii w postaci wysokoenergetycznych wiązań czyli związków takich jak: ATP (adenozynotrifosforan). GTP (guanozynotrifosforan), CTP (cytydynotri fosforan), UTP (urydynotr i fosforan). ITP (i noży notr i fosforan), fosfokreatyna, koenzym A. Związki te są bezpośrednimi dawcami energii dla procesów życiowych (energia uwalniana jest w trakcie ich hydrolizy) natomiast węglowodany, tłuszcze i białka są dawcami pośrednimi. Energia zawarta w tych ostatnich musi najpierw ulec uwolnieniu w procesach rozpadu (utlenianie substancji biologicznych) a dopiero później może zostać wykorzystana przez organizm (np. w formie ATP).

Zawartość energii w poszczególnych związkach można oznaczyć przez spalenie ich w kalorymetrze i pomiar wytworzonego ciepła. W organizmie nie zachodzi jednak bezpośrednie spalanie lecz utlenianie biologiczne (zachodzący w mitochondriach transport elektronów w łańcuchu oddechowym). W obu przypadkach ostateczny efekt jest jednak taki sam, gdyż zgodnie zlprawem stałych sum cieplnych (reguła Hessa^efekt energetyczny przemian chemicznych jest niezależny od drogi, po której te przemiany przebiegają, jeśli tylko substraty i produkty końcowa są takie same.

Część energii powstającej w procesie biologicznego utleniania (zawartej w związkach wysokoenergetycznych, np. ATP) zużytkowana jest na procesy życiowe organizmu (np. praca serca, utrzymanie ciśnienia i krążenia krwi. praca mięśni, utrzymanie tonusu mięśniowego, praca nerek, przewodzenie impulsów nerwowych czy transport jonów przez błony), część ulega magazynowaniu a reszta uwalniana jest w formie ciepła, które w przypadku zwierząt stałocieplnych może zostać wykorzystane dla utrzymywania stałej temperatury ciała. Oczywiście część energii jest przez organizm tracona razem z wydalinami.

Produkcja ciepła w organizmie najczęściej oznaczana jest metodą kalorymetrii pośredniej. Polega ona na pomiarach wymiany gazowej, ponieważ istnieje dość ścisła zależność pomiędzy tą wymianą a ilością wytwarzanego ciepła. Wiadomo, iż przy [zużyciu l litra tlenu powstaje ~20 kJ energii cieplnej- jest to tzw. równoważnik energetyczny tlenuj Badając więc tempo zużycia tlenu możemy mierzyć tempo metabolizmujfnie dotyczy to oczywiście organizmów beztlenowych).

Ponieważ tempo metabolizmu może zmieniać się w' szerokich granicach i zależy od wielu czynników, np. wysiłku fizycznego, konieczna jest standaryzacja pomiarów. Aby móc mierzyć tempo |ti eta boi izmu standardowego^należy spełnić kilka warunków: (zwierzę musi znajdować się w stanic poabsorbcyjnymjoia czczo)\ w spokoju fizycznym i psychicznym oraz w neutralnej temperaturze otoczenia, tj^takiej. w której zwierzę nie wydatkuje energii na obronę przed zimnem czy przegrzaniem. W przypadku zwierząt zmiennocieplnych. u których niemożliwe jest wyznaczenie temperatury neutralnej (strefy termoncutralnej). pomiary wykonuje się przy stałej, określonej temperaturze otoczenia, j