1- ma'ruza. Odam va hayvonlar fiziologiyasi faniga kirish

Energiya almashinuvining mohiyati
Energiya almashinuvi har bir tirik mavjudotga xos xu­susiyat bo’lib, bu jarayon tanaga ovqat bilan qabul qilinadigan murakkab organik birikmalar tarkibidagi po­tensial energiyaning qabul qilinishiga asoslanadi. Bu poten­sial energiya o’z navbatida termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq ravishda issiqlik, mexanik va elektr energiyasiga aylanadi va shu tariqa tana haroratini bir xil saqlash, jismoniy ish bajarish, to’qima va hujayralarni hayotiy faoliyati, hamda o’sish va rivojlanish uchun sarf bo’ladi.
Bundan 100 yil oldin fransuz fiziologi Klod Berner organizm bilan u yashaydigan muhitning bir butunligini e'tirof etdi va bu bog’lanish asosan moddalar va energiya al­mashinuvi orqali sodir bo’lib turishini asosladi. Har bir jonzotdagi me'yoriy fiziologik jarayon undagi barcha ichki tizim va a'zolarning uzluksiz ishlab va boshqarilib bori­lishi bilan yuzaga keladi. Bu holat esa o’z navbatida ma'lum energiyani (quvvatni) talab qiladi. Quvvat qayd qilinganidek, iste'mol qilinadigan ovqat bilan qabul qilinadi. Ovqatdagi ana shu quvvatning organizm har xil ehtiyojlari uchun ishlatilishi - energiya almashinuvi deyiladi. Odam va hayvonlardagi bu almashinuv organizm umumiy holati va fiziologik faolligining ko’rsatgichi hisoblanadi. Shunday ekan har bir tirik organizmning barcha tiriklik funksiyalari bevosita tashqi muhitdan olinadigan energiya miqdoriga bog’liq. Agar bu miqdor ehtiyoj darajasidan kam bo’lsa va shu taqchillik surunkali davom etsa tanadagi hayotiy ko’rsatgichlar pasayib boradi, orriqlab ketish va oqibatda o’lim yuzaga keladi. Ko’p bo’lganida esa oshiqcha energiya sar­flanmasdan zahira holati (ko’pincha yog’ holatiga) aylanib se­mirish sodir bo’ladi. Shuning uchun ham oziq moddalar bilan qabul qilingan, organizmning ehtiyojlari uchun ham oziq mod­dalar bilan qabul qilingan, organizmning ehtiyojlari uchun sarflangan energiyani hisoblash ham nazariy ham amaliy jihatdan muhim ahamiyat kasb etadi.
Organizmda energiya almashinuvi asosan issiqlik hosil bo’lishi bilan nihoyasiga yetadi. Shuning uchun bu almashinuvni xarakterlash maqsadida tanadan ajraladigan umumiy is­siqlikni aniqlash kifoya. Issiqlikni o’lchash esa kaloriya birligi bilan ifodalanadi. Kaloriyani quyidagicha tasavvur qilish mumkin. Ya'ni 1 kaloriya - 1 g. suvni 1⁰S isitish uchun zarur bo’lgan issiqlik miqdori. Bu o’lcham juda kichik ko’rsatgich bo’lganligi uchun amalda kilokaloriya birligi ishlatiladi, u 1000 kaloriyaga teng bo’lib, 1 l suvni 1⁰S isitish uchun talab qilinadigan issiqlik. Keyingi paytlarda xalqaro birliklar tizimida issiqlikni o’lchash uchun Joul qabul qilingan. 1 Jo­ul-1Vatt, 1 sek. 2,39·10^-4 yoki 1 kkal=4,19 kJga teng.
Iste'mol taomlarida energiya beruvchi moddalar karbon­suvlar, yog’lar va oqsilar bo’lib, ularning tarkibida mavjud potensial energiya tanada ikki yo’l bilan ajraladi. Ya'ni be­vosita molekulyar kislorod ishtirokida aerob holda (bunga misol qilib glyukozaning SO₂ va N₂O-gacha parchalanishini olish mumkin) va kislorodsiz sharoitda ya'ni anaerob holda (bunga glyukozaning sut kislotasigacha parchalanishini misol qilib olish mumkin). Har ikkala holda ajraladigan energiya miqdori bir-biridan keskin farq qiladi.

S₆N₁₂O₆+6O₂® 6N₂O+6SO₂+2950 Kj/mol (aerob holat)

S₆N₁₂O₆® 2S₃N₆O₃+ 245 Kj/mol (anaerob holat)
Anaerob parchalanish natijasida hosil bo’lgan sut kislo­tasi zaxira potensial energiyaga ega. 1 g sut kislotasi yon­ganda 3600 kal energiya ajralib chiqadi va shu sababli ham bu yo’l bilan ajralgan energiya aerob holga qaraganda ancha kam.
Har ikkala yo’l bilan yuzaga kelgan energiya ham hosil bo’lgan adenozinuchfosfat kislotasi (ATF) molekulasida yig’iladi. Organizmda energiyaga nisbatan ehtiyoj tug’ilsa ATF dagi zahira energiya gidrolizlanish yo’li bilan undagi oxirgi fosfat gruppaning uzilishidan ximiyaviy energiya shaklida ajralib chiqadi va tegishli hujayralar tomonidan o’zlashtiriladi. Glyukozadan qancha ATF hosil bo’lishi uning qanday yo’l bilan parchalanish xususiyatiga bog’liq, bu holat quyidagi chizmada aniq qilib ko’rsatilgan.

glyukoza, 1 molekula

Sitoplazmadagianaerobglikoliznatijasidasutvapirouzumkislotasininghosilbo’lishitufayli (Elebden-Meyergofyo’li)

Mitoxondriyadagi anaerob glikoliz natijasida (Krebs sikli)

Sitoplazmada aerob oksidlanish natijasida (Varburgning pentoz sikli)

2 molekula ATF 30 molekula ATF 117 molekula ATF
ATF ning shunday bir xususiyati borki, organizmning qaysi bir a'zosi yoki qismiga energiya talab qilinsa, o’sha yerda u to’planadi.