Какие вещества использует клетка для получения энергии?

Коротко: клетка «сжигает» в первую очередь углеводы, жиры и (при необходимости) белки, а также может использовать несколько специальных топлив. Из них она делает АТФ — универсальную «валюту» энергии.

Основные «топлива»

• Углеводы (главным образом глюкоза; у животных — ещё и гликоген как запас)
  Путь: гликолиз → пируват → цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) → окислительное фосфорилирование.
  Выход: ~30–32 АТФ с 1 молекулы глюкозы при наличии O₂. Без O₂ пируват восстанавливается до лактата (у дрожжей — до этанола), что даёт всего 2 АТФ на глюкозу.

• Жиры (жирные кислоты из триацилглицеролов)
  Путь: β-окисление → ацетил-КоА → ЦТК → дыхательная цепь.
  Выход: очень высокий; напр., палмитат (C16:0) ≈ 106 АТФ. Поэтому жиры — самый энергоёмкий запас.

• Белки (аминокислоты — в крайних случаях: голод, длительная нагрузка, низкоуглеводное питание)
  Путь: дезаминирование → углеродные скелеты входят в гликолиз/ЦТК.
  Выход: зависит от аминокислоты; используется как «резервное» топливо, потому что разрушает функциональные белки.

Специальные и тканеспецифичные источники

• Кетоновые тела (ацетоацетат и β-гидроксибутират) — синтезируются в печени из жирных кислот при дефиците углеводов; активно потребляются мозгом, сердцем и мышцами.

• Лактат — не просто «отход», а циркулирующее топливо: печень и сердце охотно его окисляют; в печени из него ещё и делают глюкозу (цикл Кори).

• Креатинфосфат (фосфокреатин) — кратковременный буфер в мышцах: быстро регенерирует АТФ в первые 2–10 секунд интенсивной работы.

• Гликоген — не самостоятельный путь, а полимерный запас глюкозы в печени и мышцах для быстрого доступа к энергии.

Что обеспечивает «съём» энергии

• АТФ, ГТФ — непосредственные носители энергии для реакций.

• НАДН, ФАДН₂ — переносят электроны в дыхательную цепь, где и «зарабатывается» большинство АТФ.

• Кислород — конечный акцептор электронов при аэробном дыхании (сам по себе не «топливо», но без него выход энергии максимальный).

Вне человека (для полноты)

Многие прокариоты могут «питаться» неорганическими веществами: H₂, NH₃, Fe²⁺, H₂S, нитритами и др. (хемолитотрофия), тоже получая АТФ через дыхательные цепи, но с другими донорами/акцепторами электронов.

Итог: базовый набор энергетических субстратов — глюкоза/углеводы, жирные кислоты (жиры), аминокислоты, плюс кетоновые тела и лактат как важные дополнительные источники; мгновенный «стартер» — креатинфосфат. Через гликолиз, β-окисление, ЦТК и дыхательную цепь клетка превращает их в АТФ.