Преобразование энергии в живых системах Е.В. Терешина, д.б.н. РНИИ геронтологии

Основные источники энергии: Тепло Свет Пища глюкоза белки жирные кислоты Ацетил-СоА (4 0 C C) Дыхание (red-ox)

Открытая каталитическая система Е Исходные реагенты катализатор Продукты реакции Условия «бессмертия» ОКС: Приток исходных реагентов Поступление энергии Отток продуктов реакции Обновление катализатора const Приток реагентов = const Приток энергии = const Приток Е + приток реагентов = диссипация + отток продуктов реакции Условия стабильности

Основной смысл каталитической системы: Мономеры полимеры (белки, НК) Для этого используется в основном один энергетический субстрат - глюкоза: СО 2 глюкоза (образование) Глюкоза белок (расходование) Глюкоза жир (запасание) излишки энергии

Глюкоза, белок (биополимеры) и жирные кислоты являются основными продуктами реакции. Выведение белка – пролиферация Выведение глюкозы и жирных кислот – расходование на синтез, биопроцессы и производство тепла.

Жирные кислотыБелок Глюкоза Глюконеогенез ЕЕ (растения)(животные)

Энергия света (растение) Н С0 2 + hv = глюкоза глюкоза Пролиферация непрерывная или периодическая (вегетация) Запасание для последующей вегетации (крахмал) Запасание для последующей вегетации – семена (жир) Излишки углеводов при периодической вегетации– древесина (целлюлоза) Условие «бессмертия»: непрерывная вегетация (отвод продуктов реакции)

Глюкоза пролиферация (синтез белка) Передвижение (локомоция) Работа нейронов Расходование энергии глюкозы Жирные кислоты

Верхняя граница притока глюкозы определяется стабильностью количества синтезируемого белка (конечная пролиферация) Эволюция идет в направлении создания механизмов, поддерживающих постоянство синтеза белка и постоянство количества глюкозы в околоклеточном пространстве (постоянство притока энергии глюкозы). Условия для энергии глюкозы

Пища – глюкоза (растительноядные животные) глюкоза пролиферация (конечная) запасание жирбелок расходуемое нерасходуемое (излишки) деградация

Жирные кислоты дифференциация (компартментализация) голодание семена, яйцо, молоко развитие глюконеогенез (у растений) Расходование энергии жирных кислот тепло

Пища – белок и жир (хищники) жирбелок Пролиферация конечная глюконеогенездеградация Энергия расходуемая Энергия запасаемая излишки

СО 2 глюкоза Структурированные углеводороды (жир) СО 2 растенияживотные

Восстановленное состояние Углеводороды (нефть) СO 2 + H 2 0 Окисленное состояние Углеводороды (жир) Глюкоза + O 2 Е, тепло O2O2 Е,hv

Нельзя сравнивать организм с нелинейной системой, которая эволюционирует к беспорядку, так как беспорядок – это увеличение случайного. Закрытая каталитическая система (основной продукт реакции не отводится во внешнюю среду) эволюционирует к равновесию, т.е. к однородному состоянию. Однородное состояние и есть хаос.

Условие смерти – постепенное накопление недеградируемых энергоемких продуктов реакции в закрытой каталитической системе.

Спасибо за внимание