Эффективность запасания энергии выделяемой в процессе окисления энергосубстратов определяется, как правило, через коэффициент полезного действия. Автором предложен метод определения данного параметра через коэффициент эффективности (Кэф) [1]. По определению это отношение количества запасенных эквивалентов АТФ к числу углеродных атомов окисляемого субстрата - Кэф = n/m. В работе представлены Кэф для основных энерго субстратов организма человека и проведен сравнительный анализ полученных данных.
Результаты
В таблицах 13 представлены результаты по определению Кэф ряда энерго субстратов.
Коэффициент эффективности для нейтрального жира (1пальмито2олео3стеароглицерол) равен 6,6, что соответствует значениям для С16 - С18 жирным кислотам (табл. 2). Для кетоновых тел (ацетоацетат и (Згидроксибутират) Кэф составляет 5,0 и 5,6 соответствено. Кэф для олеиновой кислоты (моноеновая) составит - 6,58. Для сравнения Кэф стеариновой кислоты - 6,67.
Таблица 1
Коэффициенты эффективности для насыщенных жирных кислот с четным числом углеродных атомов
|
Насыщенные жирные кислоты с чётным «га» |
|||
|
Жирная кислота |
Количество углеродных атомов |
Количество АТФ, моль |
Коэффициент эффективности |
|
Масляная |
4 |
22 |
5,5 |
|
Капроновая |
6 |
36 |
6 |
|
Каприловая |
8 |
50 |
6,25 |
|
Каприновая |
10 |
64 |
6,4 |
|
Лауриновая |
12 |
78 |
6,5 |
|
Миристиновая |
14 |
92 |
6,57 |
|
Пальмитиновая |
16 |
106 |
6,63 |
|
Стеариновая |
18 |
120 |
6,67 |
|
Арахиновая |
20 |
134 |
6,7 |
Примечание: количество запасенных эквивалентов АТФ определено с использованием уравнения - n = 7т - 1,5а 6 [1].
Таблица 2
Коэффициенты эффективности для насыщенных жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов
|
Насыщенные жирные кислоты с нечётным «ш» |
|||
|
Жирная кислота |
Количество углеродных атомов |
Количество АТФ, моль |
Коэффициент эффективности |
|
Триановая |
3 |
22 |
7,33 |
|
Пентановая |
5 |
36 |
7,2 |
|
Гептановая |
7 |
50 |
7,14 |
|
Нонановая |
9 |
64 |
7,11 |
|
Ундекановая |
11 |
78 |
7,09 |
|
Тридекановая |
13 |
92 |
7,08 |
|
Пентадекановая |
15 |
106 |
7,07 |
|
Гептадекановая |
17 |
120 |
7,06 |
|
Нонадекановая |
19 |
134 |
7,05 |
Примечание: количество запасенных эквивалентов АТФ определено с использованием уравнения - n=7m+ 1 [1].
Таблица 3
Коэффициенты эффективности протеиногенных аминокислот
|
Протеиногенные аминокислоты |
|||
|
Аминокислота |
Количество углеродных атомов |
Количество АТФ, моль |
Коэффициент эффективности |
|
Гли |
2 |
8,5 |
4,25 |
|
Сер |
3 |
8,5 |
2,83 |
|
Цис |
3 |
11 |
3,67 |
|
Ала |
3 |
11,5 |
3,83 |
|
Асн |
4 |
14,5 |
3,62 |
|
Асп |
4 |
18,5 |
4,62 |
|
Тре |
4 |
20 |
5 |
|
Мет |
5 |
20,5 |
4,1 |
|
Глн |
5 |
22 |
4,4 |
|
Глу |
5 |
26 |
5,2 |
|
Про |
5 |
31 |
6,2 |
|
Вал |
5 |
32,5 |
6,5 |
|
Apr |
6 |
22 |
3,67 |
|
Гис |
6 |
23,5 |
3,92 |
|
Лей |
6 |
31,5 |
5,25 |
|
Иле |
6 |
39 |
6,5 |
|
Лиз |
6 |
40 |
6,67 |
|
Фен |
9 |
38,5 |
4,28 |
|
Тир |
9 |
40,5 |
4,5 |
|
Три |
11 |
19,5 |
1,77 |
Примечание: количество эквивалентов АТФ определено как алгебраическая сумма нуклеозидтрифосфатов и приравненных к ним соединений, образованных при полном окислении аминокислот и с учетом затрат на нейтрализацию аммиака.
Коэффициенты эффективности для углеводов можно усреднить по глюкозе. Это правомочно, так как большинство из них катаболизируют через гликолиз. Глюкоза может окисляться через анаэробный гликолиз, окислительное декарбоксилирование ПВК, цикл Кребса, цепь переноса электронов, окислительное фосфорилирование или используя те же пути с заменой этапа декарбоксилирования ПВК на карбоксилирование. В первом варианте Кэф составит - 5,33, а во втором - 7,5. Выводы
1. Кэф для насыщенных жирных кислот с четным числом углеродных атомов растет с 5,5 до 6,67 с ростом числа атомов с 4 до 20.
2. Кэф для насыщенных жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов снижается с 7,33 (триановая кислота) до 7,05 (нонадекановая кислота).
3. Кэф для ненасыщенных жирных кислот с четным числом углеродных атомов меньше, чем для насыщенных кислот с тем же числом углеродных атомов.
4. Кэф для протеиногенных аминокислот колеблется от 1,77 (триптофан) до 6,67 (лизин), не зависит от числа углеродных атомов, а зависит от метаболических путей участвующих в их окислении.
5. Использование анаболической реакции (карбоксилирования) при окислении жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, а также глюкозы увеличивает Кэф.
Список литературы:
1. Матьков КГ. (2007) Уравнения расчета энергетического и водного баланса катаболизма жирных кислот и триацилглицеролов, коэффициент эффективности и сравнительная биоэнергетика // Успехи современного естествознания, №3, с. 8991.