Există diferite teorii ale oxidării biologice:
Teoria peroxidului a oxidării biologice a lui Bach
Oxidarea glucozei - palladina.
Oxidarea biologică. sau respirația tisulară este un proces de oxidare-reducere a descompunerii substraturilor (S), asociat cu formarea apei în timpul transferului de electroni de la H + la O2 și eliberarea E.
Mecanismul de respirație a țesuturilor a fost descoperit datorită cercetărilor oamenilor de știință din diferite țări: Warburg (Germania), Palladin, Bach (Rusia) etc. (sfârșitul secolului X-începutul secolului al XX-lea).
Reacția țesutului este un lanț de transfer al polenzimei # 8494; și H + de la S (donator de hidrogen) până la oxigen. Acest lanț de purtători se numește lanțul respirator.
Hidrogenul este utilizat de către organism ca principalul combustibil pentru generarea de energie. În mitocondrii, fluxul de electroni de la hidrogen se deplasează către acceptorul final al oxigenului, formând astfel o moleculă de apă, care este produsul final al respirației țesutului. # Respirația țesutului - oxidarea substratului, conducând la dezintegrarea și formarea de energie.
De exemplu, descompunerea GLA la produsele finale ale schimbului este însumată prin următoarea ecuație: C6H12O6 + 6O2 # 9552;> 6 CO2 + 6 HzO + 2850 kJ / mol.
Această transformare este efectuată (precum și oxidarea celorlalți S). prin dehidrogenare sau scindare de la H + oxidate și # 8494; Cu fiecare dehidrogenare, H2 se adaugă la CoE (la coenzima DW) și CoE este restabilită:
Cel mai adesea, astfel de reacții apar în mitocondrii. Coenzimele recuperate intră în lanțul respirator, unde sunt din nou oxidate.
De exemplu. NAD • H2 # 9552;> NAD + 2H +
H + scindat este transmis de cel puțin 5 purtători (până la 80) până la capătul lanțului, unde se combină cu molecula de O2 și formează apă. Trecerea H + la EPC constă într-o serie de reacții de reducere a oxidării. În unele dintre aceste reacții, se formează suficient E pentru a forma ATP.
Conjugarea respirației tisulare (formarea H2O) și fosforilarea (formarea ATP) se numește fosforilare oxidativă.
Structura și funcțiile lanțului respirator (EPC).
Lanțul respirator este format din vectorii următori. p + și e ~
1) DW dependent de piridină,
coenzima lor este NAD sau NADP, derivați ai acidului nicotinic (vit PP) și adenină. Sunt> 150.
Substratul (NADP) oxid. (NADP • H2)
Adăugarea și eliberarea e și H + se datorează amidei de acid nicotinic. NAD se află în principal în mitocondriile utilizate pentru transport # 8494; și p + de la S la 02; NADPH2 este utilizat în principal în sinteza lui Zh.K.
NADP nicotinamidă adenină dinucleotidă nicotinamidă adenină dinucleotidă fosfat
2) Enzime Flavin ≈ 30
Grupul protetic este FAD și FMN. Acestea sunt următoarele după purtătorii DH dependenți de piridină
PESTE # 8729; H2 + FAD (FMN) # 61486; ↔ NAD + FN # 8729; H2
Fn 2H + 2 # 8494;
FAD joacă rolul purtătorului primar p + și e + (oxidarea LC succinat) FAD, FMN, spre deosebire de NAD, se leagă puternic la substrat
3) Ubiquinone, CoQ10, Q purtător de p + și # 8494; de la Fn
Pi # 8729; H2 + # 61486; Q ↔ Fn + Q # 8729; H2
2H2 # 8494; ubiquinol
4) Citocromii poartă doar electroni, au un grup protetic cum ar fi hemoglobina, se disting printr-o componentă proteică și unii radicali din grupul protetic. Acesta este inclus în următoarea secvență:
b1 c1 c sunt vectori intermediari e.
aa3 (citocrom oxidaza), purtătorul final, este denumită enzima respiratorie terminală, interacționează direct cu O2 și conține ioni Cu + 1 → Cu + 2. Funcția principală se realizează prin fierul de heme
2 Fe + 2 + ½ О2 о D 2 Fe +3 + О -2
In zonele dintre NAD și Q2 sunt transportate # 8494; ~ și cu Q la sutb - doar 1 # 8494; ~, prin urmare, în lanțul de 1 NAD implicat SUT 2 rânduri.
Schema simplificată a EOC.
H2 de la donatorii primari (S) este introdus în lanțul respirator care implică FAD și NAD dependente DH.
DG-urile dependente de NAD transferă H + cu NADH2 în Pn, apoi la ubiquinone, DG-urile dependente de FAD sunt transferate imediat la H + la ubiquinone.
În stadiul de formare a ubiquinonei, ambele fluxuri de H + introduse în lanțul respirator al DH-dependentei NAD și FAD se îmbină.
Apoi, căile p + și e ~ diferă: p introduceți matricea, # 8494; prin intermediul citocromilor sunt transferați în O2. Ca urmare a respirației tisulare pe zi, a
300-400 ml. apa (așa-numita apă "metabolică").
Mitochondria are de obicei forma unui cilindru cu muchii rotunjite; dl. 1-4 microni; d = 0,3-0,7 pm. În celule diferite, forma, dimensiunea, numărul de mitocondrii este diferită. Mitochondria are o membrană exterioară și interioară a tipului de pungă din pungă. Membrana interioară (BM) are cristae proeminente. Conținutul spațiului, limitat de m. se numește o matrice.
Membrana exterioară este liber permeabilă pentru moleculele cu Mr până la 5000 Da. Permeabilitatea VM este limitată și selectivă și este determinată de prezența sistemelor speciale de transport. NAD-dependente și unele DG dependente de FAD sunt integrate în mitocondriile VM, ACF-urile lor sunt inversate în interiorul matricei, deoarece este în matricea că S.
Conjugarea respirației țesutului și a suflării cu fosfor.
Pentru a genera ATP, este nevoie de energie. În EOC se formează în 3 secțiuni
astfel fosforilarea oxidativă este sinteza ATP.
F-ect EPC fixat în mitocondriile VM astfel. că acțiunea lor este vector (direcționată).
Principala manifestare a vectorității în EPC este transferul de protoni H + de la interiorul membranei la cel extern.
Cu NAD • H2 # 8494; trecerea la Fn, H + sunt eliberate în MMP;
#####################################################
Q • H2 (ubiquinolul) eliberează de asemenea H + în MMP, electronii trec la citocromi.
Fp și Q primesc protoni din matrice și NAD • H2 din S.
Astfel, cu trecerea de numai 2x # 8494; ~ 6M + în MMP. Lanțul de transfer funcționează ca o pompă de protoni, pompând H + din matrice în FMI; Ca urmare, pe laturile membranei se creează o diferență de potențial cu un semn + pe NM.
Potențialul electrochimic determină ca H + să se deplaseze în direcția opusă, adică de la membrana exterioară la cea interioară. Cu toate acestea, VM nu este permeabil la H +. cu excepția zonelor speciale numite canale protonice. În ele, pe partea interioară, există o enzimă H + -ATP sintetază. catalizarea reacției: F = ADP + ATP + H2O - format utilizând enzima translocase ATP este transportat din matrice spre exteriorul membranei și în citosol. ATP translocase se deplasează simultan în direcția opusă (din citosol în matrice).
Toate aceste date constituie principalele prevederi ale teoriei chemo-osmotice a lui Mitchell (1961) - teoria fosforilării oxidative.
Fiecare pereche de protoni promovează formarea a 1 mol. ATP.
Dezintegrarea proceselor de respirație și fosforilare a țesuturilor se observă în prezența "protonoforilor" în celule - adică molecule capabile să transfere H + printr-o membrană (BM). În acest caz, gradientul de concentrație este egalat, forța motrice a fosforilării dispare. Printre protoni sunt 2,4 dinitrofenol, hormoni tiroidieni, acizi grași etc.
Compușii care demontează oxidarea și fosforilarea sunt numiți decuplatoare.
În mitocondriile respirația nu este întotdeauna asociată cu fosforilarea. Acest mod de oxidare a S-v în lanțuri respiratorii de către Lenin a fost numit oxidare liberă sau oxidare non-fosforilantă. În caz contrar, EPC funcționează "inactiv", toată energia S oxidată se duce la energia termică. Mitochondria devine un fel de "sobă" celulară. Acest lucru este necesar în acele cazuri în care nevoia de căldură pentru organism este mai importantă decât necesitatea de energie (cu supercooling).
Principalele componente ale alimentelor.
Din punct de vedere al legilor termodinamicii, organismele vii sunt sisteme deschise termodinamic; astfel de sisteme care schimbă constant substanțele și energia mediului extern (energie exclusivă). Metabolismul organismelor vii include:
a) consumul de substanțe din mediu în organism (ca urmare a alimentației și a respirației).
b) transformarea substanțelor în organism (metabolism sau metabolism intermediar).
c) eliberarea produselor finale de metabolizare.
Greutatea corpului unui adult rămâne constantă, adică masa substanțelor consumate de organism = masa substanțelor eliberate din organism în același timp.
În fiecare celulă a unui organism este o degradare constantă a propriilor sale componente structurale și funcționale, formând astfel monomeri :. AK, monozaharide, LCD, nucleotide, etc. Acestea sunt amestecate cu monomerii formate prin descompunerea produselor alimentare și formează o comună fundație metaboliților corpului. Se cheamă în două direcții:
a) are loc descompunerea reînnoită a componentelor structurale și funcționale ale celulei;
b) conversia monomerilor în produsele finale ale metabolismului, care sunt excretate din organism.
a) să mențină o temperatură constantă a corpului;
b) să desfășoare diverse activități.
Cota principală de substanțe organice alimentare este F, B, C, precum și componente minore ale alimentelor, necesare în cantități mici: vitamine, minerale, apă.
Nutriția - parte integrantă a metabolismului
La pacienți sănătoși
Alimentarea igienei alimentare
Dieta zilnică medie a unui adult este de aproximativ 3000 kcal (1 kcal = 4,19 kJ)
Există un concept de nutriție rațională echilibrat, adică raportul B: F: W: 1: 1: 4
Consumul mediu zilnic de energie cu substanțe alimentare de bază
la un adult
AK: trei 1g, 6g, 6g, restul 2-6g.
În funcție de sex, vârstă, condiții climatice, profesie, acești indicatori pot varia.
Componente indispensabile ale alimentelor:
Mulți nutrienți cu deficiența lor în alimentație pot fi sintetizați de celulele corpului: grăsimi din carbohidrați, carbohidrați din aminoacizi. Astfel de substanțe se numesc interschimbabile.
În cursul evoluției, când produsele alimentare conțineau vitamine și AK pregătite, organismul uman a eliminat treptat nevoia de a-și forma propriile enzime pentru sinteza lor, drept rezultat, genele corespunzătoare au fost pierdute. În același timp, căile metabolice au devenit mai ușoare, dar, în același timp, organismul a devenit dependent de aportul anumitor substanțe din mediul extern.
astfel există grupuri de substanțe care sunt de neînlocuit pentru organism. Prezența lor în organism este vitală, nu-și poate sintetiza corpul, așa că trebuie să facă cu alimente:
b) unele LC (arachidonic, linoleic, linolenic)
d) Substanțe minerale
Aminoacizii sunt împărțiți în 4 grupe:
1) de neînlocuit: shaft, liz, il, tre, met, uscător de păr, trei.
2) parțial înlocuibile. gis, arg,
3) înlocuibile condiționate. cis, galeria de fotografiere.
4) înlocuibile: ala, asp, asn, glu, gln, pro, gly, sulf.
Dacă în celulă nu există AK, acesta se sintetizează de alte substanțe.
Dacă în organism există cel puțin un AK indispensabil, atunci oprește complet sinteza proteinelor (!)
Parțial înlocuit AK. Gys și arg sunt sintetizate în organism, cu toate acestea, rata formării lor este insuficientă în comparație cu nevoia lor
AK condiționată interschimbabilă: poate fi sintetizată din nenumărate: o gamă de fotografiere de la un uscător de păr, cis din met. astfel acestea sunt inlocuibile daca corpul a primit suficient uscator de par AK si met.
LCD neinlocuit. majoritatea lui J.K. atunci când deficitul lor de alimente poate fi sintetizat din carbohidrați.
Sunt de neînlocuit unele polinesaturate Ж.К:
Linoleic și linolenic Zh.K. sunt precursorii arahidonici, iar cei din urmă sintetizează substanțe asemănătoare hormonilor - prostaglandinele - substanțe biologice foarte active.
Substanțele minerale sunt clorurile, fosfații, carbonații de Na +. K +. Ca +2. Mg +2. precum și microelemente de Cr, Zn, Co, Cu, Mo, etc. - vin cu mâncare de apă și legume. Insuficiența lor apare rar (deficit de fier, anemie, goiter endemic)
Apa - în organism se formează o cantitate mică de apă (≈400 g apă metabolică) în schimbul de F, B, C, cerința zilnică de 1750-2200 ml, intră în organism cu produse de origine biologică și nebiologică.