Содержание
-
ОБЩИЕ ПУТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ
-
Метаболизм представляет собой высоко координированную и целенаправленную клеточную активность, обеспеченную участием многих взаимосвязанных ферментативных систем. Он выполняет три специализированные функции: 1. Энергетическая – снабжение клетки химической энергией, 2. Пластическая – синтез макромолекул как строительных блоков, 3. Специфическая – синтез и распад биомолекул, необходимых для выполнения специфических клеточных функций.
-
А Н А Б О Л И З М Анаболизм – это биосинтез белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул из малых молекул- предшественников. Поскольку он сопровождается усложнением структуры, то требует затрат энергии. Источником такой энергии является энергия АТФ. Также для биосинтеза некоторых веществ (жирные кислоты, холестерол) требуются богатые энергией атомы водорода – их источником является НАДФН. Молекулы НАДФН образуются в реакциях окисления глюкозо-6-фосфата (см "Пентозофосфатный путь окисления глюкозы") и оксалоацетата(см "Биосинтез жирных кислот").
-
В реакциях анаболизма НАДФН передает свои атомы водорода на синтетические реакции и окисляется до НАДФ. Так формируется НАДФ-НАДФН-цикл.
-
К А Т А Б О Л И З М Катаболизм – расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Оно сопровождается высвобождением энергии, заключенной в сложной структуре веществ. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла. Меньшая часть этой энергии "перехватывается" коферментами окислительных реакций НАД и ФАД, некоторая часть сразу используется для синтеза АТФ.
-
Следует заметить, что атомы водорода, высвобождаемые в реакциях окисления веществ, могут использоваться клеткой только по двум направлениям: на анаболические реакции в составе НАДФН 2) на образование АТФ в составе НАДН и ФАДН2 в дыхательной цепи митохондрий Весь катаболизм подразделяется на три этапа:
-
I этап Происходит в кишечнике (переваривание пищи) или в лизосомах при расщеплении уже ненужных молекул. При этом освобождается около 1% энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.
-
II этап Вещества, образованные при внутриклеточном гидролизе или проникающие в клетку из крови, обычно превращаются в пировиноградную кислоту, ацетильную группу (в составе ацетил-S-КоА), ив некоторые другие мелкие органические молекулы. Локализация второго этапа – цитозоль и митохондрии. Часть энергии рассеивается в виде тепла и примерно 13% энергии вещества усваивается, т.е. запасается в виде макроэргических связей АТФ.
-
-
III этап Все реакции этого этапа идут в митохондриях. Ацетил-S-КоАвключается в реакции цикла трикарбоновых кислот и окисляется до углекислого газа. Выделенные атомы водорода соединяются с НАД и ФАД и восстанавливают их. После этого НАДН и ФАДН2 переносят водород в цепь дыхательных ферментов, расположенную на внутренней мембране митохондрий. Здесь в результате процесса под названием "окислительное фосфорилирование" образуется вода и главный продукт биологического окисления – АТФ. Часть выделенной на этом этапе энергии молекулы рассеивается в виде тепла и около 46% энергии исходного вещества усваивается, т.е. запасается в связях АТФ и ГТФ.
-
-
Энергия, высвобождаемая в реакциях катаболизма, запасается в виде связей, называемых макроэргическими. Основной и универсальной молекулой, запасающей энергию, является АТФ. Все молекулы АТФ в организме непрерывно участвуют в каких-либо реакциях, постоянно расщепляются до АДФ и вновь регенерируют.
-
-
Существует три основных способа использования АТФ, которые вкупе с процессом образования АФ получили название АТФ-цикл.
-
О С Н О В Н Ы Е И С Т О Ч Н И К И Э Н Е Р Г И И В К Л Е Т К Е В клетке существуют четыре основных процесса, обеспечивающих высвобождениеэнергии из химических связей при окислении веществ и ее запасание: 1. Гликолиз (2 этап) – окисление молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты, при этом образуется 2 молекулы АТФ и НАДН. Далее пировиноградная кислота в аэробных условиях превращается в ацетил-S-КоА, в анаэробных условиях – в молочнуюкислоту. 2. β-Окисление жирных кислот (2 этап) – окисление жирных кислот до ацетил-S-КоА,здесь образуются молекулы НАДН и ФАДН2. Молекул АТФ "в чистом виде" не образуется.
-
3. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, 3 этап) – окисление ацетильной группы (в составе ацетил-S-КоА) или иных кетокислот до углекислого газа. Реакции полного цикла сопровождаются образованием 1 молекулы ГТФ (что эквивалентно одной АТФ), 3 молекулНАДН и 1 молекулы ФАДН2. 4. Окислительное фосфорилирование (3 этап) – окисляются НАДН и ФАДН2, полученные в реакциях катаболизма глюкозы и жирных кислот. При этом ферменты внутреннеймембраны митохондрий обеспечивают образование основного количества клеточного АТФиз АДФ (фосфорилирование).
-
Основным способом получения АТФ в клетке является окислительное фосфорилирование. Однако также есть другой способ фосфорилирования АДФ до АТФ – субстратное фосфорилирование. Этот способ связан с передачей макроэргического фосфата или энергиимакроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ. К таким веществам относятся метаболиты гликолиза (1,3-дифосфоглицериновая кислота, фосфоенолпируват),цикла трикарбоновых кислот (сукцинил-S-КоА) и креатинфосфат. Энергия гидролиза ихмакроэргической связи выше, чем в АТФ (7,3 ккал/моль), и роль этих веществ сводится к использованию для фосфорилирования АДФ.
-
О К И С Л И Т Е Л Ь Н О Е Д Е К А Р Б О К С И Л И Р О В А Н И Е П И Р О В И Н О Г Р А Д Н О Й К И С Л О Т Ы Пировиноградная кислота (ПВК, пируват) являетсяпродуктом окисления глюкозы и некоторых аминокислот.Ее судьба различна в зависимости от доступности кислорода в клетке. В анаэробных условиях она восстанавливаетсядо молочной кислоты. В аэробных условиях происходитее окислительное декарбоксилирование до уксусной кислоты, переносчиком которой служит коэнзим А.
-
-
Суммарное уравнение реакции отражает декарбоксилированиепирувата, восстановление НАД до НАДН и образование ацетил-S-KoA.
-
Превращение состоит из пяти последовательных реакций, осуществляется мультиферментным комплексом, прикрепленным к внутренней митохондриальной мембране со стороны матрикса. В составе комплекса насчитывают 3 фермента и 5 коферментов: Пируватдегидрогеназа (Е1, ПВК-дегидрогеназа), ее коферментом является тиаминдифосфат, катализирует 1-ю реакцию. Дигидролипоат-ацетилтрансфераза (Е2), ее коферментом является липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции. Дигидролипоат-дегидрогеназа (Е3), кофермент – ФАД, катализирует 4-ю и 5-ю реакции.
-
Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие коэнзим А и НАД. Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированиюпирувата (катализируетсяпируватдегидрогеназой, Е1), окислению пирувата до ацетила и переносу ацетила на коэнзим А (катализируется дигидролипоамидцетилтрансферазой, Е2).
-
-
Оставшиеся 2 реакции необходимы для возвращения липоевой кислоты и ФАД в окисленное состояние (катализируются дигидролипоат-дегидрогеназой, Е3). При этом образуетсяНАДН.
-
-
РЕГУЛЯЦИЯ ПИРУВАТДЕГИДРОГЕНАЗНОГО КОМПЛЕКСА В пируватдегидрогеназном комплексе имеются еще 2 вспомогательных фермента – киназа и фосфатаза, участвующие регуляции активности пируватдегидрогеназы (Е1) путемфосфорилирования и дефосфорилирования.
-
-
Киназа активируется при избытке АТФ и продуктов реакции – НАДН и ацетил-S-КоА.При этом она фосфорилируетпируватдегидрогеназу, инактивируя ее.Фосфатаза, активируясь ионами кальция или инсулином, отщепляет фосфат и активирует пируватдегидрогеназу.В головном мозге доля пирувата, поступающая на ПВК-дегидрогеназу, составляет 80-90% в отличие от печени, где пируват обычно используется длясинтеза оксалоацетата (80-85%). Этим объясняется высокая чувствительностьнервной ткани к дефициту тиамина.Показано, что при тяжелой гипогликемии окислительные процессы и потребление кислорода в головном мозге тормозились более чем в 2 раза, а в мышцах совсем незначительно. Это отражает способность миоцитов вовлекать вокисление другие субстраты и высокую зависимость нейронов от глюкозы.
-
-
-
Ц И К Л Т Р И К А Р Б О Н О В Ы Х К И С Л О Т Образующийся в ПВК-дегидрогеназной реакции ацетил-S-КоА далее вступает в циклтрикарбоновых кислот (ЦТК, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). Цикл Кребса протекает в матриксе митохондрий и включает 8 реакций. Он представляет собой последовательные реакции связывания ацетила и щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетата) с образованием лимонной кислоты, ее изомеризации и последующие реакцииокисления с сопутствующим выделением СО2. После восьми реакций цикла вновь образуется оксалоацетат.
-
Основная роль ЦТК заключается в генерации атомов водорода для работы дыхательнойцепи (см ниже), а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН2. Кроме этого, вЦТК образуется одна молекула АТФ; предшественник гемасукцинил-S-КоА; кетокислоты,являющиеся аналогами аминокислот – α-кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК Главным и основным регулятором ЦТК является оксалоацетат, а точнее его доступность. Наличие оксалоацетата вовлекает в ЦТК ацетил-S-КоА и запускает процесс.Обычно в клетке имеется баланс между образованием ацетил-S-КоА (из глюкозы, жирных кислот или аминокислот) и количеством оксалоацетата. Источником оксалоацетата является синтез из пирувата (анаплеротическая или пополняющая реакция), поступление изфруктовых кислот самого ЦТК (яблочной, лимонной), образование из аспарагиновой кислоты.
-
-
-
Знание такого способа регуляции позволяет понять причину синтеза кетоновых тел икетоацидоза при сахарном диабете I типа, при голодании и длительной мышечной работе,при алкогольном отравлении. Недостаток в клетке глюкозы при указанных нарушениях приводит к сниженному образованию пировиноградной кислоты, что влечет за собой снижение количества оксалоацетата. Одновременная активация окисления жирных кислот и накопление ацетил-S-КоА запускает резервный путь утилизации ацетильной группы – синтез кетоновых тел. В организме при этом развивается закисление крови (кетоацидоз) с характернойклинической картиной: слабость, головная боль, сонливость, снижение мышечного тонуса,температуры тела и артериального давления.
-
Также некоторые ферменты ЦТК являются чувствительными к аллостерической регуляции метаболитами. ИнгибиторыАктиваторы ЦитратсинтазаАТФ, цитрат, НАДН, ацил-S-КоА Изоцитрат-дегидрогеназаАТФ, НАДН АМФ, АДФ α-Кетоглутарат-дегидрогеназаСукцинил-S-КоА, НАДН цАМФ
-
О К И С Л И Т Е Л Ь Н О Е Ф О С Ф О Р И Л И Р О В А Н И Е Окислительное фосфорилирование – основная часть биологического окисления илитканевого дыхания, т.е. процессов, идущих в организме с участием кислорода. К Р А Т К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А Окислительное фосфорилирование – это многоэтапный процесс, происходящий вовнутренней мембране митохондрий и заключающийся в окислении восстановленных эквивалентов (НАДН и ФАДН2) и сопровождающийся синтезом АТФ.
-
Впервые механизм окислительного фосфорилирования был предложен П.Митчеллом. Согласно этой гипотезе перенос электронов, происходящий на внутренней митохондриальной мембране, вызывает выкачивание ионов Н+ из матрикса митохондрий в межмембранное пространство. Это создает градиент концентрации ионов Н+ между цитозолем и замкнутым внутримитохондриальным пространством. Ионы водорода в норме способны возвращаться в матрикс митохондрий только одним способом – через специальный фермент, образующий АТФ – АТФ-синтазу. По современным представлениям внутренняя митохондриальная мембрана содержитряд мультиферментных комплексов, включающих множество ферментов. Эти ферменты называют дыхательными ферментами, а последовательность их расположения в мембране –дыхательной цепью.
-
П Р И Н Ц И П Р А Б О Т Ы Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И В целом работа дыхательной цепи заключается в следующем: 1. Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают атомы водорода (т.е.протоны водорода и электроны) на ферменты дыхательной цепи. 2. Электроны движутся по дыхательной цепи и теряют энергию. 3. Эта энергия используется на выкачивание протонов Н+ из матрикса в межмембранное пространство. 4. В конце дыхательной цепи электроны попадают на кислород и восстанавливают его до воды. 5. Протоны Н+ стремятся обратно в матрикс и проходят через АТФ-синтазу. 6. При этом они теряют энергию, которая используется для синтеза АТФ.
-
-
-
Ф Е Р М Е Н Т Н Ы Е К О М П Л Е К С Ы Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И Всего цепь переноса электронов включает в себя около 40 разнообразных белков. Всеони организованы в 4 больших мембраносвязанныхмульферментных комплекса.
-
I КОМПЛЕКС, НАДН-KOQ-ОКСИДОРЕДУКТАЗА I комплекс носит общее название НАДН-дегидрогеназа, содержит ФМН, 22 белковыхмолекулы, из них 5 железосерных белков с общей молекулярной массой до 900 кДа. Функция 1. Принимает электроны от НАДН и передает их на коэнзим Q (убихинон). 2. Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
-
-
II КОМПЛЕКС II комплекс – как таковой не существует, его выделение условно, включает в себяФАД-зависимые ферменты, расположенные на внутренней мембране – например, ацил-S-КоА-дегидрогеназа (окисление жирных кислот), сукцинатдегидрогеназа (цикл трикарбоновых кислот), митохондриальная глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа (челночный механизм переноса НАДН в митохондрию). Функция 1. Восстановление ФАД в окислительно-восстановительных реакциях. 2. Обеспечение передачи электронов от ФАДН2 на железосерные белки внутренней мембраны митохондрий. Далее эти электроны попадают на коэнзим Q.
-
III КОМПЛЕКС. КОQ-ЦИТОХРОМ С – ОКСИДОРЕДУКТАЗА III комплекс – комплексцитохромов b-c1, кроме цитохромов в нем имеются 2 железосерных белка. Всего насчитывается 11 полипептидных цепей общей молекулярной массойоколо 250 кDа. Функция Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохромс. 2. Переносит 2 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
-
IV КОМПЛЕКС, ЦИТОХРОМ С – КИСЛОРОД-ОКСИДОРЕДУКТАЗА IV комплекс – цитохромы аа3 или цитохромоксидаза, всего содержит 6 полипептидных цепей. В комплексе также имеется 2 иона меди. Функция Принимает электроны от цитохромас и передает их на кислород с образованием воды. 2. Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
-
V КОМПЛЕКС V комплекс – это фермент АТФ-синтаза, состоящий из множества белковых цепей,подразделенных на две большие группы: Одна группа формирует субъединицу Fо (произносится со звуком "о", а не "ноль" т.к олигомицин-чувствительная) – ее функция каналообразующая, по ней выкачанные наружу протоны водорода устремляются в матрикс. Другая группа образует субъединицу F1 – ее функция каталитическая, именно она, используя энергию протонов, синтезирует АТФ. Для синтеза 1 молекулы АТФ необходимо прохождение приблизительно 3-х протоновН+.
-
Р А Б О Т А К О М П Л Е К С О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И На основании вышеизложенного построена схема окислительного фосфорилирования: 1. Ферменты дыхательной цепи расположены в строго определенной последовательности: каждый последующий белок обладает большим сродством к электронам, чем предыдущий (он более электроположителен, т.е. обладает более положительным окислительно-восстановительным потенциалом). Это обеспечивает однонаправленное движение электронов.
-
2. Все атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами от субстратов в аэробных условиях, достигают внутренней мембраны митохондрий в составе НАДН или ФАДН2. 3. Здесь атомы водорода (от НАДН и ФАДН2) передают свои электроны в дыхательную ферментативную цепь, по которой электроны движутся (50-200 шт/сек) к своему конечному акцептору – кислороду. В результате образуется вода. Р А Б О Т А К О М П Л Е К С О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И
-
Р А Б О Т А К О М П Л Е К С О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И Можно провести аналогию со смесью водорода и кислорода, которая получила название "гремучая смесь". При малейшей искре эта смесь взрывается с образованием воды и выделением тепла. В организме такая реакция происходитпостоянно, но при этом она идет порционно, "ступеньками", что позволяетиспользовать часть выделяемой энергии для выкачивания протонов водородав межмембранное пространство. 4. Поступающие в дыхательную цепь электроны богаты свободной энергией. По мере их продвижения по цепи они теряют энергию. Эта энергия используется I, III, IV комплексами дыхательных ферментов для перемещения ионов водорода через мембрану в межмембранное пространство.
-
-
Как известно из физики, энергией называется способность тела совершать работу. При перемещении электрического заряда энергия электронов убывает и частично превращается в теплоту. Другая часть энергии затрачивается на выкачивание водорода из матрикса вмежмембранное пространство и создание градиента.
-
-
Р А Б О Т А К О М П Л Е К С О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И 5. Перенос ионов водорода через мембрану (выкачивание) происходит не случайно, а встрого определенных участках мембраны. Эти участки называются участки сопряжения(или, не совсем точно, пункты фосфорилирования). Они представлены I, III, IV комплексамидыхательных ферментов. В результате работы этих комплексов формируется градиент ионовводорода между внутренней и наружной поверхностями внутренней митохондриальноймембраны. Такой градиент обладает потенциальной энергией.Градиент получил название электрохимический или протонный градиент (Δμ, "дельта мю"). Он имеет две составляющие – электрическую (ΔΨ, "дельта пси") и концентрационную (ΔрН): Δμ = ΔΨ+ ΔрН
-
Р А Б О Т А К О М П Л Е К С О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И 6. Протоны теряют свою энергию, проходя через АТФ-синтазу (Н+-транспортирующаяАТФ-аза, КФ 3.6.3.14.). Часть этой энергии тратится на синтез АТФ.Так же как в случае с электронами, энергия ионов водорода (протонного градиента) не расходуется зря. Двигаясь по электрохимическому градиенту, ионыводорода выделяют энергию, часть которой используется на синтез АТФ.
-
Р Е Г У Л Я Ц И Я О К И С Л И Т Е Л Ь Н О Г О Ф О С Ф О Р И Л И Р О В А Н И Я Работа дыхательных ферментов регулируется с помощью эффекта, который получилназвание дыхательный контроль. Дыхательный контроль – это прямое влияние электрохимического градиента на скорость движения электронов по дыхательной цепи (величину дыхания). В свою очередь, величина градиента напрямую зависит от соотношения АТФ и АДФ, количественная суммакоторых в клетке постоянна ([АТФ] + [АДФ] = const).
-
Возрастание протонного градиента возникает при исчерпании запасов АДФ и накоплении АТФ, т.е. когда АТФ-синтаза лишена своего субстрата и ионы Н+ не проникают в матрикс митохондрии. При этом ингибирующее влияние градиента усиливается и продвижениеэлектронов по цепи замедляется. Ферментные комплексы остаются в восстановленном состоянии. Следствием является уменьшение окисления НАДН и ФАДН2 на I и II комплексах и замедление катаболизма в клетке.
-
Снижение протонного градиента возникает при активной работе АТФ-синтазы (т.е.прохождении ионов Н+ в матрикс). В этом случае градиент снижается, поток электронов возрастает, в результате повышается выкачивание ионов Н+ в межмембранное пространство. Ферментные комплексы I и II усиливают окисление НАДН и ФАДН2 (как источников электронов) и снимается ингибирующее влияние НАДН на цикл лимонной кислоты и пируватдегидрогеназный комплекс – активируются реакции катаболизма углеводов и жиров, какисточника энергии.Таким образом, количество АТФ остается на постоянном уровне.
-
Р А З О Б Щ И Т Е Л И Разобщители – это вещества, которые снижают величину электрохимического градиента, что приводит к увеличению скорости движения электронов по ферментам дыхательнойцепи. В результате этого уменьшается синтез АТФ и возрастает катаболизм.Так как электрохимический градиент состоит из двух компонентов (электрического ихимического), то существуют два принципиальных способа его уменьшить – нивелироватьразность зарядов или разность концентрации ионов водорода.
-
К разобщителям в первую очередь относят "протонофоры" – вещества переносящие ионы водорода. При этом уменьшаются оба компонента электрохимического градиента. Классическим протонофором является динитрофенол, жирорастворимое соединение, присоединяющие ионы водорода на внешнейповерхности внутренней митохондриальной мембраны и отдающие их на внутренней поверхности. Протонофоры одновременно снижают электрическую и химическую составляющуюпротонного градиента, энергия которого рассеивается в виде тепла.
-
Физиологическим протонофором является белок "термогенин", в изобилии имеющийся в клетках бурой жировой ткани (до 15% от всех белков ми- тохондрий). Существенным отличием бурой жировой ткани от белой является большое количество митохондрий, которые придают клеткам буро-красный цвет. При охлаждении организма эти клетки получают сигналы по симпатическим нервам, и в них активируется расщепление жира – липолиз. Окисление жиров приводит к получению НАДН и ФАДН2, активизации работы дыхательной цепи и возрастанию электрохимического градиента. Однако АТФ-синтазы в мембранах митохондрий этих клеток мало, зато много термогенина. Благодаря ему, большая часть энергии ионов водорода рассеивается в виде тепла, обеспечиваяподдержание температуры тела при охлаждении.Кроме динитрофенола и термогенинапротонофорами, к примеру, являются салицилаты, жирные кислоты и трийодтиронин
-
-
И Н Г И Б И Т О Р Ы Ф Е Р М Е Н Т О В Д Ы Х А Т Е Л Ь Н О Й Ц Е П И Ряд веществ может ингибировать ферменты дыхательной цепи и блокировать движениеэлектронов от НАДН и ФАДН2 на кислород.
-
Выделяют три основных группы ингибиторов: - действующие на I комплекс, например, амитал, ротенон, прогестерон, - действующие на III комплекс, например, антимицин А, - действующие на IV комплекс, например, сероводород (H2S), угарный газ (СО), цианиды (-CN).
-
К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т Р / О Энергетическую ценность и выгодность окисления вещества можно подсчитать. Количество запасенной энергии при окислении того или иного соединения характеризует количество АТФ, а эффективность использования энергии вещества и ее захвата – коэффициент P/O. Коэффициент Р/О – это отношение количества неорганического фосфата, включенного в молекулу АТФ АТФ-синтазой к количеству атомов кислорода, включенного в молекулу Н2О, при переносе одной пары электронов по дыхательной цепи.
-
Экспериментально установлено, что при окислении веществ с участием НАД-зависимыхдегидрогеназ, соотношение количества включенного в АТФ фосфата относится кколичеству использованных атомов кислорода как 3 к 1, т.е. коэффициент P/O равен трем. Аналогично для ФАД-зависимыхдегидрогеназ коэффициент P/O равен двум. Для расчета Р/О при окислении какой-либо молекулы необходимо знать: восстановленный эквивалент (молекула НАДН или ФАДН2) передает в цепь переноса электронов по 2 электрона. для восстановления кислорода в воду необходима 1 пара электронов. К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т Р / О
-
-при прохождении пары электронов через всю дыхательную цепь (т.е. через I, III, IVкомплексы) выкачивается столько ионов Н+, сколько необходимо для синтеза 3 молекул АТФ, или по-другому, в состав АТФ включается три атома неорганическогофосфата. -при прохождении пары электронов через III и IV комплексы дыхательных ферментовионов Н+ выкачивается столько, сколько необходимо для синтеза 2 молекул АТФ,или, по-другому, в состав АТФ включается два атома неорганического фосфата. Таким образом, коэффициент Р/О для НАДН равен 3, коэффициент Р/О для ФАДН2 равен 2. К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т Р / О
-
Г И П О Э Н Е Р Г Е Т И Ч Е С К И Е С О С Т О Я Н И Я Причинами гипоэнергетических состояний может быть следующее: -гиповитаминозы экзогенные и/или эндогенные – снижается скорость и эффективность окислительных реакций. Возникает обычно при нехватке витаминов группы В –В1, В2, никотиновой кислоты, В6, пантотеновой кислоты и аскорбиновой кислоты. - дефицит белка в пище – снижается синтез всех ферментов и ферментов катаболизмав частности. - снижение потребления углеводов и липидов как основных источников энергии. - дефицит кислорода – отсутствие акцептора для электронов вызывает "переполнение»дыхательных ферментов, повышение электрохимического градиента, накоплениеНАДН и ФАДН2 в клетке и прекращение катаболизма. - дефицит железа – компонента цитохромов, миоглобина и гемоглобина, и меди – компонента цитохромоксидазы.
-
И С П О Л Ь З О В А Н И Е А Т Ф И Е Г О П Р Е Д Ш Е С Т В Е Н Н И К О В В М Е Д И Ц И Н Е 1. Внутримышечные инъекции раствора АТФ используют при мышечной дистрофии и атрофии, спазме периферических сосудов (болезнь Рейно, облитерирующийтромбоангиит), для стимулирования родовой деятельности. 2. Фосфаден – лекарственное название АМФ. Особенностью препарата является его сосудорасширяющий эффект и способность улучшать периферическое кровообращение. Фосфаден применяют при свинцовом отравлении, острой перемежающейся порфирии, сосудистых нарушениях и ишемической болезни сердца, болезнях печени. 3. Рибоксин или Инозин является непосредственным предшественником АТФ. Инозин способен проникать в клетки и повышать их энергетический баланс. Имеются данные о способности препарата повышать активность ферментов ЦТК, стимулировать синтез нуклеотидов и улучшать коронарное кровообращение.
-
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.