Kako se energija pretvara u ćeliji? Kako ćelija dobija i koristi energiju?

Poglavlje 4. Složena ćelija Botaničar je neko ko zna da da ista imena istim biljkama i različita imena različitim, i to na način da to svako može da shvati”, napisao je veliki švedski taksonomista Carl Linnaeus ( sam botaničar). Ova definicija može iznenaditi

Poglavlje 2. TEME ĆELIJE Historija proučavanja ćelije. Ćelijska teorija Hemijski sastav ćelije Struktura eukariotskih i prokariotskih ćelija Implementacija naslednih informacija u ćeliji Virusi Neverovatan i misteriozan svet okružuje nas, stanovnike planete,

10. Eukariotska ćelija. Citoplazma. Organele Zapamtite! Koje su glavne odredbe ćelijske teorije? Koje vrste ćelija se razlikuju u zavisnosti od lokacije genetskog materijala? Koje su vam ćelijske organele poznate. Koje funkcije obavljaju?U § 4 smo već imali

12. Prokariotska ćelija Zapamtite! Koje su fundamentalne razlike u strukturi prokariotskih i eukariotskih ćelija? Koja je uloga bakterija u prirodi? Raznovrsnost prokariota. Carstvo prokariota uglavnom predstavljaju bakterije, najstarije

Nemoguće je razumjeti kako je ljudsko tijelo uređeno i “funkcioni” bez razumijevanja kako se odvija metabolizam u ćeliji. Svaki živa ćelija moraju stalno proizvoditi energiju. Potrebna joj je energija za generiranje topline i sintetiziranje (kreiranje) nekih od svojih vitalnih kemikalija, kao što su proteini ili nasljedne supstance. Energijaćelija treba da se kreće. ćelije tela, sposobni za kretanje, nazivaju se mišići. Mogu se smanjiti. Ovo pokreće naše ruke, noge, srce, crijeva. Konačno, energija je potrebna za stvaranje električne struje: zahvaljujući njoj neki dijelovi tijela "komuniciraju" s drugima. I pružaju komunikaciju između njih prvenstveno nervnih ćelija.

Odakle ćelije crpe energiju? Odgovor je: pomaže im ATP. Hajde da objasnimo. Ćelije sagorevaju hranljive materije i pri tome se oslobađa određena količina energije. Koriste ga za sintetizaciju posebne hemikalije koja skladišti energiju koja im je potrebna. Ova supstanca se zove adenozin trifosfat(skraćeno ATP). Kada se molekul ATP sadržan u ćeliji razgradi, energija akumulirana u ćeliji se oslobađa. Zahvaljujući ovoj energiji, ćelija može proizvoditi toplinu, električnu energiju, sintetizirati kemikalije ili se kretati. Ukratko govoreći, ATP aktivira ceo "mehanizam" ćelije.

Ovako je uzet tanak obojeni krug tkiva hipofiza- moždani dodatak veličine zrna graška. Crvene, žute, plave, ljubičaste i mrlje boje mesa ćelije sa jezgrom. Svaka vrsta ćelije hipofize luči jedan ili više vitalnih hormona.

Hajde sada da pričamo više o tome kako ćelije dobijaju ATP. Već znamo odgovor. Ćelije sagorevaju hranljive materije. Oni to mogu učiniti na dva načina. Prvo, sagorite ugljikohidrate, uglavnom glukozu, u nedostatku kisika. U tom slučaju nastaje tvar koju kemičari nazivaju pirogrožđanom kiselinom, a sam proces razgradnje ugljikohidrata naziva se glikoliza. Kao rezultat glikolize, proizvodi se premalo ATP-a: razgradnjom jedne molekule glukoze nastaju samo dva molekula ATP-a. Glikoliza je neefikasna – to je najstariji oblik ekstrakcije energije. Zapamtite da je život nastao u vodi, odnosno u sredini u kojoj je bilo vrlo malo kiseonika.

drugo, ćelije tela sagorevaju pirogrožđanu kiselinu, masti i proteine ​​u prisustvu kiseonika. Sve ove tvari sadrže ugljik i vodik. U ovom slučaju, sagorijevanje se odvija u dvije faze. Prvo, ćelija ekstrahuje vodik, zatim odmah počinje da razgrađuje preostali ugljenični okvir i oslobađa se ugljičnog dioksida – izbacuje ga kroz ćelijsku membranu. U drugoj fazi, vodonik ekstrahovan iz nutrijenata se spaljuje (oksidira). Nastaje voda i oslobađa se velika količina energije. Dovoljno je da ćelije sintetiziraju mnogo molekula ATP-a (pri oksidaciji, na primjer, dva molekula mliječne kiseline, produkta redukcije pirogrožđane kiseline, nastaje 36 molekula ATP-a).

Ovaj opis izgleda suvo i apstraktno. Zapravo, svako od nas je vidio kako se odvija proces stvaranja energije. Sjećate li se TV izvještaja sa svemirskih luka o lansiranju raketa? Uzdižu se zbog nevjerovatne količine energije koja se oslobađa tokom ... oksidacije vodonika, odnosno kada se sagorijeva u kisiku.

Svemirske rakete visoke kao kula jure u nebo zbog ogromne energije koja se oslobađa kada se vodonik sagorijeva u čistom kisiku. Ova ista energija održava život u ćelijama našeg tela. Samo u njima se reakcija oksidacije odvija u fazama. Osim toga, prvo, umjesto toplinske i kinetičke energije, naše ćelije stvaraju ćelijsko gorivo. ATP.

Njihovi rezervoari za gorivo su napunjeni tečnim vodonikom i kiseonikom. Kada se motori pokrenu, vodonik počinje da oksidira i ogromna raketa se brzo nosi u nebo. Možda izgleda nevjerovatno, ali ipak: ista energija koja podiže svemirsku raketu, također održava život u ćelijama našeg tijela.

Osim ako u ćelijama ne dođe do eksplozije i ako iz njih ne izbije snop plamena. Oksidacija se odvija u fazama, pa se umjesto toplinske i kinetičke energije formiraju ATP molekuli.

Obilan rast masnih stabala,
koji su ukorijenjeni na neplodnom pijesku
odobrio svoje, to jasno kaže
masne listove masne masti iz vazduha
apsorbirati...
M. V. Lomonosov

Kako se energija skladišti u ćeliji? Šta je metabolizam? Koja je suština procesa glikolize, fermentacije i ćelijskog disanja? Koji se procesi odvijaju u svjetlosnoj i tamnoj fazi fotosinteze? Kako su povezani procesi razmene energije i plastike? Šta je hemosinteza?

Lekcija-predavanje

Sposobnost pretvaranja jedne vrste energije u drugu (energija zračenja u energiju hemijskih veza, hemijska energija u mehaničku energiju, itd.) jedno je od osnovnih svojstava živih bića. Ovdje ćemo detaljno razmotriti kako se ovi procesi ostvaruju u živim organizmima.

ATP - GLAVNI NOSAČ ENERGIJE U ĆELIJI. Za provedbu bilo koje manifestacije vitalne aktivnosti stanica potrebna je energija. Autotrofni organizmi primaju početnu energiju od Sunca tokom reakcija fotosinteze, dok heterotrofni organizmi koriste organska jedinjenja iz hrane kao izvor energije. Energiju pohranjuju ćelije u hemijskim vezama molekula ATP (adenozin trifosfat), koji su nukleotid koji se sastoji od tri fosfatne grupe, ostatka šećera (riboze) i ostatka azotne baze (adenin) (slika 52).

Rice. 52. ATP molekul

Veza između fosfatnih ostataka naziva se makroergijskom, jer kada se prekine, oslobađa se velika količina energije. Normalno, ćelija izvlači energiju iz ATP-a tako što uklanja samo terminalnu fosfatnu grupu. U tom slučaju nastaje ADP (adenozin difosfat), fosforna kiselina i oslobađa se 40 kJ/mol:

Molekuli ATP-a igraju ulogu univerzalnog pregovaračkog čipa za energiju ćelije. Isporučuju se na mjesto energetski intenzivnog procesa, bilo da se radi o enzimskoj sintezi organskih jedinjenja, radu proteina - molekularnih motora ili membranskih transportnih proteina itd. Reverzna sinteza molekula ATP-a vrši se vezivanjem fosfata. grupa u ADP sa apsorpcijom energije. Skladištenje energije u obliku ATP-a od strane ćelije vrši se tokom reakcija energetski metabolizam. On je blisko povezan sa plastična zamjena tokom kojeg ćelija proizvodi organska jedinjenja neophodna za njeno funkcionisanje.

METABOLIZAM I ENERGIJA U ĆELIJI (METABOLIZAM). Metabolizam - ukupnost svih reakcija plastičnog i energetskog metabolizma, međusobno povezanih. U stanicama se neprestano odvija sinteza ugljikohidrata, masti, proteina, nukleinskih kiselina. Sinteza jedinjenja uvijek dolazi uz utrošak energije, odnosno uz neizostavno učešće ATP-a. Izvori energije za stvaranje ATP su enzimske reakcije oksidacije proteina, masti i ugljikohidrata koji ulaze u ćeliju. Ovaj proces oslobađa energiju koja je pohranjena u ATP-u. Oksidacija glukoze igra posebnu ulogu u energetskom metabolizmu ćelije. Molekuli glukoze prolaze kroz niz uzastopnih transformacija.

Prva faza, tzv glikoliza, odvija se u citoplazmi ćelija i ne zahteva kiseonik. Kao rezultat uzastopnih reakcija koje uključuju enzime, glukoza se razlaže na dva molekula pirogrožđane kiseline. U ovom slučaju se troše dva ATP molekula, a energija oslobođena tokom oksidacije dovoljna je da se formiraju četiri ATP molekula. Kao rezultat toga, energetski prinos glikolize je mali i iznosi dva ATP molekula:

C 6 H1 2 0 6 → 2C 3 H 4 0 3 + 4H + + 2ATP

U anaerobnim uslovima (u nedostatku kiseonika), dalje transformacije mogu biti povezane sa različitim tipovima fermentacija.

Svi znaju mlečne fermentacije(kiseljenje mlijeka), koje nastaje djelovanjem mliječno kiselih gljivica i bakterija. Po mehanizmu je sličan glikolizi, samo što je krajnji proizvod ovdje mliječna kiselina. Ova vrsta oksidacije glukoze javlja se u ćelijama sa nedostatkom kiseonika, kao što su mišići koji rade naporno. Po hemiji blizak mliječnoj i alkoholnoj fermentaciji. Razlika je u tome što su proizvodi alkoholne fermentacije etil alkohol i ugljični dioksid.

Sljedeća faza, tokom koje se pirogrožđana kiselina oksidira u ugljični dioksid i vodu, naziva se ćelijsko disanje. Reakcije vezane za disanje odvijaju se u mitohondrijima biljnih i životinjskih stanica, i to samo u prisustvu kisika. Riječ je o nizu kemijskih transformacija prije formiranja konačnog proizvoda - ugljičnog dioksida. U različitim fazama ovog procesa nastaju međuprodukti oksidacije početne supstance uz eliminaciju atoma vodika. U tom slučaju se oslobađa energija koja se "konzervira" u hemijskim vezama ATP-a i formiraju se molekuli vode. Postaje jasno da je kiseonik potreban upravo da bi se vezali otcijepljeni atomi vodika. Ova serija hemijskih transformacija je prilično složena i odvija se uz učešće unutrašnjih membrana mitohondrija, enzima i proteina nosača.

Ćelijsko disanje ima veoma visoku efikasnost. Dolazi do sinteze 30 molekula ATP-a, još dva molekula nastaju tokom glikolize, a šest molekula ATP-a - kao rezultat transformacije produkata glikolize na mitohondrijskim membranama. Ukupno, kao rezultat oksidacije jedne molekule glukoze, nastaje 38 ATP molekula:

C 6 H 12 O 6 + 6H 2 0 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP

U mitohondrijima se odvijaju završni stadijumi oksidacije ne samo šećera, već i proteina i lipida. Ove supstance koriste ćelije, uglavnom kada se završi snabdevanje ugljenim hidratima. Prvo se troše masti, pri čijoj oksidaciji se oslobađa mnogo više energije nego iz jednake količine ugljikohidrata i proteina. Stoga je mast kod životinja glavna "strateška rezerva" energetskih resursa. U biljkama škrob igra ulogu rezerve energije. Kada se skladišti, zauzima znatno više prostora od količine masti koja je ekvivalentna energiji. Za biljke to nije prepreka, jer su nepomične i ne nose rezerve na sebi, poput životinja. Energiju možete izvući iz ugljikohidrata mnogo brže nego iz masti. Proteini obavljaju mnoge važne funkcije u tijelu, pa su uključeni u energetski metabolizam samo kada se iscrpe resursi šećera i masti, na primjer, tokom dugotrajnog gladovanja.

FOTOSINTEZA. fotosinteza- je proces tokom kojeg se energija sunčeve svjetlosti pretvara u energiju hemijskih veza organskih jedinjenja. U biljnim ćelijama procesi povezani s fotosintezom odvijaju se u hloroplastima. Unutar ove organele postoje sistemi membrana u koje su ugrađeni pigmenti koji hvataju energiju zračenja Sunca. Glavni pigment fotosinteze je hlorofil, koji apsorbuje uglavnom plave i ljubičaste, kao i crvene zrake spektra. Zeleno svjetlo se reflektira, pa sam hlorofil i dijelovi biljke koji ga sadrže izgledaju zeleno.

U fotosintezi postoje dvije faze - svjetlo i mračno(Sl. 53). Stvarno hvatanje i konverzija energije zračenja se dešava tokom svetlosne faze. Kada apsorbira kvante svjetlosti, hlorofil prelazi u pobuđeno stanje i postaje donor elektrona. Njegovi elektroni se prenose s jednog proteinskog kompleksa na drugi duž lanca transporta elektrona. Proteini ovog lanca, poput pigmenata, koncentrirani su na unutrašnjoj membrani hloroplasta. Kada elektron prođe kroz lanac nosača, on gubi energiju koja se koristi za sintezu ATP-a. Neki od elektrona pobuđenih svjetlošću koriste se za smanjenje NDP (nikotinamid adenin dinukleotifosfat) ili NADPH.

Rice. 53. Proizvodi reakcija svjetlosne i tamne faze fotosinteze

Pod uticajem sunčeve svetlosti u hloroplastima dolazi i do cepanja molekula vode - fotoliza; u ovom slučaju nastaju elektroni koji nadoknađuju njihov gubitak hlorofilom; Kiseonik nastaje kao nusproizvod:

Dakle, funkcionalno značenje svjetlosne faze leži u sintezi ATP-a i NADP·H pretvaranjem svjetlosne energije u kemijsku energiju.

Tamnoj fazi fotosinteze nije potrebna svjetlost. Suština procesa koji se ovde odvijaju je da se molekuli ATP i NADP·H dobijeni u svetlosnoj fazi koriste u nizu hemijskih reakcija koje „fiksiraju“ CO2 u obliku ugljenih hidrata. Sve reakcije tamne faze odvijaju se unutar hloroplasta, a ADP i NADP koji se oslobađaju prilikom "fiksacije" ugljičnog dioksida ponovo se koriste u reakcijama svijetle faze za sintezu ATP-a i NADP-a H.

Ukupna jednačina fotosinteze je sljedeća:

ODNOS I JEDINSTVO PROCESA RAZMJENE PLASTIKE I ENERGIJE. Procesi sinteze ATP-a odvijaju se u citoplazmi (glikoliza), u mitohondrijima (ćelijsko disanje) i u hloroplastima (fotosinteza). Sve reakcije koje se odvijaju tokom ovih procesa su reakcije razmene energije. Energija pohranjena u obliku ATP-a troši se u reakcijama plastične izmjene za proizvodnju proteina, masti, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina neophodnih za život ćelije. Imajte na umu da je tamna faza fotosinteze lanac reakcija, plastične izmjene, a svjetlosna faza je energija.

Odnos i jedinstvo procesa razmene energije i plastike dobro je ilustrovan sledećom jednačinom:

Čitajući ovu jednačinu s lijeva na desno, dobijamo proces oksidacije glukoze u ugljični dioksid i vodu tokom glikolize i ćelijskog disanja, povezan sa sintezom ATP-a (energetski metabolizam). Ako ga čitate s desna na lijevo, onda ćete dobiti opis reakcija tamne faze fotosinteze, kada se glukoza sintetizira iz vode i ugljičnog dioksida uz sudjelovanje ATP-a (plastični metabolizam).

HEMOSINTEZA. Osim fotoautotrofa, određene bakterije (vodonik, nitrifikujuća, sumporne bakterije, itd.) su također sposobne sintetizirati organske tvari iz anorganskih tvari. Ovu sintezu provode zahvaljujući energiji koja se oslobađa tokom oksidacije neorganskih supstanci. Zovu se hemoautotrofi. Ove hemosintetske bakterije igraju važnu ulogu u biosferi. Na primjer, nitrificirajuće bakterije pretvaraju amonijeve soli koje su nedostupne biljkama u soli dušične kiseline, koje one dobro apsorbiraju.

Ćelijski metabolizam se sastoji od reakcija energetskog i plastičnog metabolizma. U toku energetskog metabolizma dolazi do stvaranja organskih jedinjenja sa makroergijskim hemijskim vezama – ATP. Energija potrebna za to dolazi od oksidacije organskih jedinjenja tokom anaerobnih (glikoliza, fermentacija) i aerobnih (ćelijsko disanje) reakcija; od sunčevih zraka čija se energija apsorbira u svjetlosnoj fazi (fotosinteza); od oksidacije anorganskih spojeva (kemosinteza). Energija ATP-a se troši na sintezu organskih spojeva neophodnih za ćeliju u toku reakcija plastične izmjene, koje uključuju reakcije tamne faze fotosinteze.

• Koje su razlike između plastičnog i energetskog metabolizma?
• Kako se energija sunčeve svjetlosti pretvara u svjetlosnu fazu fotosinteze? Koji se procesi odvijaju tokom mračne faze fotosinteze?
• Zašto se fotosinteza naziva procesom refleksije planetarno-kosmičke interakcije?

ATP je univerzalna energetska "valuta" ćelije. Jedan od najneverovatnijih "izumi" prirode su molekuli takozvanih "makroergijskih" supstanci, u čijoj hemijskoj strukturi postoji jedna ili više veza koje deluju kao uređaji za skladištenje energije. U prirodi je pronađeno nekoliko sličnih molekula, ali samo jedan od njih, adenozin trifosforna kiselina (ATP), nalazi se u ljudskom tijelu. Ovo je prilično složena organska molekula, za koju su vezana 3 negativno nabijena ostatka neorganske fosforne kiseline PO. Upravo su ti ostaci fosfora povezani sa organskim dijelom molekule „makroergijskim“ vezama, koje se lako uništavaju tijekom različitih unutarćelijskih reakcija. Međutim, energija ovih veza se ne raspršuje u prostoru u obliku toplote, već se koristi za kretanje ili hemijsku interakciju drugih molekula. Zahvaljujući ovom svojstvu ATP obavlja funkciju univerzalnog skladišta energije (akumulatora) u ćeliji, kao i univerzalne "valute". Na kraju krajeva, skoro svaka hemijska transformacija koja se dogodi u ćeliji apsorbuje ili oslobađa energiju. Prema zakonu održanja energije, ukupna količina energije nastala kao rezultat oksidativnih reakcija i pohranjena u obliku ATP-a jednaka je količini energije koju ćelija može iskoristiti za svoje sintetičke procese i obavljanje bilo koje funkcije. . Kao "platu" za mogućnost da izvrši ovu ili onu radnju, ćelija je primorana da potroši svoje zalihe ATP-a. U ovom slučaju treba naglasiti da je molekula ATP-a toliko velika da ne može proći kroz ćelijsku membranu. Stoga, ATP proizveden u jednoj ćeliji ne može se koristiti od strane druge ćelije. Svaka tjelesna stanica prisiljena je da sama sintetizira ATP za svoje potrebe u količinama u kojima je potrebna za obavljanje svojih funkcija.

Tri izvora resinteze ATP-a u ćelijama ljudskog tela. Očigledno, daleki preci ćelija ljudskog tijela postojali su prije mnogo milijuna godina, okruženi biljnim stanicama, koje su ih opskrbljivale ugljikohidratima u višku, a kisika nije bilo dovoljno ili ga uopće nije bilo. Upravo su ugljikohidrati najkorištenija komponenta nutrijenata za proizvodnju energije u tijelu. I iako je većina stanica ljudskog tijela stekla sposobnost korištenja proteina i masti kao energetske sirovine, neke (na primjer, živčane, crvena krv, muški spol) ćelije mogu proizvoditi energiju samo zahvaljujući oksidaciji ugljikohidrata. .

Procesi primarne oksidacije ugljikohidrata - odnosno glukoze, koja, zapravo, čini glavni supstrat oksidacije u stanicama - odvijaju se direktno u citoplazmi: tamo se nalaze enzimski kompleksi, zbog kojih je molekula glukoze djelomično uništena, a oslobođena energija se pohranjuje u obliku ATP-a. Ovaj proces se naziva glikoliza, može se odvijati u svim ćelijama ljudskog tijela bez izuzetka. Kao rezultat ove reakcije, iz jedne 6-ugljične molekule glukoze nastaju dva 3-ugljična molekula pirogrožđane kiseline i dva molekula ATP-a.

Glikoliza je vrlo brz, ali relativno neefikasan proces. Pirogrožđana kiselina nastala u ćeliji nakon završetka reakcija glikolize gotovo se odmah pretvara u mliječnu kiselinu i ponekad (na primjer, pri teškom mišićnom radu) ulazi u krv u vrlo velikim količinama, jer je to mala molekula koja može slobodno proći kroz ćelijsku membranu. Ovako masovno oslobađanje kiselih metaboličkih produkata u krv narušava homeostazu i tijelo mora uključiti posebne homeostatske mehanizme kako bi se izborilo s posljedicama mišićnog rada ili drugog aktivnog djelovanja.

Pirogrožđana kiselina nastala kao rezultat glikolize još uvijek sadrži puno potencijalne kemijske energije i može poslužiti kao supstrat za dalju oksidaciju, ali za to su potrebni posebni enzimi i kisik. Ovaj proces se odvija u mnogim ćelijama koje sadrže posebne organele - mitohondrije. Unutrašnja površina mitohondrijalnih membrana je sastavljena od velikih molekula lipida i proteina, uključujući veliki broj oksidativnih enzima. Unutar mitohondrija prodiru 3-ugljični molekuli formirani u citoplazmi - obično je to octena kiselina (acetat). Tamo su uključeni u kontinuirani ciklus reakcija, tokom kojih se atomi ugljika i vodika naizmjenično odvajaju od ovih organskih molekula, koji se u kombinaciji s kisikom pretvaraju u ugljični dioksid i vodu. U ovim reakcijama oslobađa se velika količina energije koja se pohranjuje u obliku ATP-a. Svaki molekul pirogrožđane kiseline, nakon što je prošao kompletan ciklus oksidacije u mitohondrijima, omogućava ćeliji da dobije 17 molekula ATP-a. Dakle, potpuna oksidacija 1 molekula glukoze daje ćeliji 2+17x2 = 36 ATP molekula. Jednako je važno da se u proces oksidacije mitohondrija mogu uključiti i masne kiseline i aminokiseline, odnosno komponente masti i proteina. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, mitohondrije čine ćeliju relativno nezavisnom od hrane koju tijelo jede: u svakom slučaju će se dobiti potrebna količina energije.

Dio energije se pohranjuje u ćeliji u obliku molekula kreatin fosfata (CrP), koji je manji i pokretljiviji od ATP-a. To je ovaj mali molekul koji se može brzo kretati s jednog kraja ćelije na drugi – tamo gdje je energija trenutno najpotrebnija. Sam CrF ne može dati energiju procesima sinteze, mišićne kontrakcije ili provođenja nervnog impulsa: za to je potreban ATP. Ali s druge strane, CRF je lako i praktično bez gubitaka u stanju da svu energiju koja se u njemu nalazi preda molekulu adenazin difosfata (ADP), koji se odmah pretvara u ATP i spreman je za daljnje biohemijske transformacije.

Dakle, energija koja se troši tokom funkcionisanja ćelije, tj. ATP se može obnoviti zahvaljujući tri glavna procesa: anaerobnoj (bez kiseonika) glikolizi, aerobnoj (uz učešće kiseonika) mitohondrijalnoj oksidaciji, a takođe i zbog prenosa fosfatne grupe sa CrF na ADP.

Izvor kreatin fosfata je najmoćniji, jer je reakcija CrF-a sa ADP-om veoma brza. Međutim, opskrba CrF-om u ćeliji je obično mala - na primjer, mišići mogu raditi uz maksimalni napor zbog CrF-a ne duže od 6-7 s. Ovo je obično dovoljno da se pokrene drugi najmoćniji - glikolitički - izvor energije. U ovom slučaju, resurs nutrijenata je višestruko veći, ali kako rad napreduje, dolazi do sve veće napetosti u homeostazi zbog stvaranja mliječne kiseline, a ako takav rad obavljaju veliki mišići, ne može trajati duže od 1,5- 2 minute. Ali za to vrijeme mitohondrije su gotovo potpuno aktivirane, koje su u stanju sagorjeti ne samo glukozu, već i masne kiseline, čija je zaliha u tijelu gotovo neiscrpna. Dakle, aerobni mitohondrijski izvor može raditi jako dugo, iako je njegova snaga relativno mala - 2-3 puta manja od glikolitičkog izvora, i 5 puta manja od snage izvora kreatin fosfata.

Osobine organizacije proizvodnje energije u različitim tkivima tijela. Različita tkiva imaju različitu zasićenost mitohondrija. Najmanje ih ima u kostima i bijeloj masti, a najviše u smeđoj masti, jetri i bubrezima. U nervnim ćelijama ima dosta mitohondrija. Mišići nemaju visoku koncentraciju mitohondrija, ali zbog činjenice da su skeletni mišići najmasivnije tkivo tijela (oko 40% tjelesne težine odrasle osobe), potrebe mišićnih stanica u velikoj mjeri određuju intenzitet i smjer svih procesa energetskog metabolizma. I. A. Arshavsky je ovo nazvao "energetskim pravilom skeletnih mišića".

S godinama se mijenjaju dvije važne komponente energetskog metabolizma odjednom: mijenja se omjer masa tkiva s različitim metaboličkim aktivnostima, kao i sadržaj najvažnijih oksidativnih enzima u tim tkivima. Kao rezultat toga, energetski metabolizam prolazi kroz prilično složene promjene, ali općenito se njegov intenzitet smanjuje s godinama, i to prilično značajno.