Кислородът, транспортиран от кръв, се използва за окисление на различни вещества, които образуват крайни продукти на CO2, вода и други тъкане с уринови вещества. Процесът на абсорбиране на кислородния талант, свързан с образуването на вода и отделянето на въглероден диоксид, е тъканно дишане.

Изследването на тъканното дишане се извършва чрез микромакометричен метод. Тънките секции на тъканите се поставят в затворен съдов, свързан с тесен манометър, напълнен с течност. При определяне на абсорбцията на тъкан на кислород в един клон на съдовата поставена разтвор на алкали, поглъщащ освободения CO2. За да се постигне постоянната температура, съдовият е потопен в термостата, оборудван с нагревател и термостат. При тези условия намаление на количеството газ, определено чрез намаляване на налягането в съдовата, ще бъде равно на количеството на абсорбирания кислород.

С този вид изследвания е възможно да се получат само приблизителни данни за характеристиката на тъканното дишане в тялото. Раздели от тъкани, отстранени от тялото, лишени от нервно регулиране на техния обмен. Те са поставени в сряда, рязко се различават от нормалната тъканна течност по отношение на съдържанието. хранителни веществаГазов грим. Следователно, за да се получат резултатите, получени в такива експерименти, за да се прехвърлят в тъканта в техните естествени условия на съществуване, е необходимо да се провеждат изследвания върху холистичното тяло. Един от начините за изучаване на тъканното дишане от този вид е да изучавате газовия състав и количеството на кръвта и подлежат на проучването на органа.

Видео: Верига за трансфер на електрон

С дишане на тъкани, бързо окисление на веществото обикновено е устойчиво на молекулен кислород. Обяснението беше изненадано да го даде чрез предположение, че кислородът в тъканите е активиран. Разработена е теория, съгласно която има вещества (оксигенази) в тъканите, способни да се свързват с молекулен кислород и да се получи пероксид. Последното, на тази теория, с участието на специални ензими - пероксидази - окисляват един или друг субстрат. Според други идеи са активирани кислород и дишането на железни йони и органични съединения, съдържащи желязо.

Фордматично нов начин за разглеждане на тъканни оксидативни процеси бе планиран за изследване със зеленчукови тъкани. Показана е възможността за окислителни процеси в тъканното дишане и в отсъствието на молекулен кислород. Окислителните вещества са респираторни пигменти, ортохинононови производни, способни да прикрепят два водородни атома, докато се придвижват в дихателни хромогени (дифенолови производни). По-нататъчно развитие Тази концепция за дишането на тъканите доведе до създаването на факта, че окисляването на субстрата започва с разширяването на два водородни атома от нея. Окислото вещество, което придава водородни атоми се нарича водороден донатор, а веществото е окислително, което свързва водород - с водороден акцептор.

Изследването на физико-химичната природа на окислителните процеси по време на дишането на тъкани показва, че те са в основата на електронния трансфер. Обикновено в биологични системи, електроните се прехвърлят заедно с протони, следователно в състава на водородните атоми. Книтният електронен акцептор е кислород. Кислород, възприемащ два електрона и прикрепяйки два протони, образува частица вода с тях. В хода на оксидативните процеси, някои органични киселини подлежат на декарбоксилиране, т.е. според тяхната карбоксилна група, CO2 се разцепва.

Прехвърлянето на водород от субстрата до кислород под тъканното дишане обикновено се извършва директно, но с участието на редица междинни ензимни системи.

Първата от тези системи на тъканно дишане по време на окисляването на вещества като фосфоглицеринов алдехид, млечна киселина, лимонена киселина, е дехидраз. Системата за дехидроза включва кодовърза, която играе ролята на водороден акцептор.

Получената възстановена кодецидаза не може да се окислява директно с кислород. Той е дехидроцентиране, взаимодействащ с флавинския ензим. Последното с тъканно дишане на свой ред се окислява от един от цитохромите.

Цитохромите са железни клетъчни пигменти, а намаленият цитохром съдържа двувалентна желязо в хемомична група и окисленият е тривалентен. Системата на окислителни филц на дихателни ензими също е завършена чрез ензима, съдържащ желязо - цитохромулинова киселина, окисляващ цитохром и способен да реагира директно с кислород, който окислява двувалентното желязо на този ензим в тривалентен.

Видео: аеробна стадия на клетъчно дишане. Оксидативно фосфорилиране. Център за обучение на Фоксфорд

Когато грам молекулата се образува чрез окисление на два грама водородни атоми на субстрата, се освобождават приблизително 56 големи калории (KCAL) на енергия. При преместване на водородните атоми през редица междинни ензимни системи, тази енергия се натрошава на по-малки порции. Биологично значение Този пристъпил поток на окислителния процес на дишане на тъкани се крие във факта, че енергията на окислителните процеси се натрупва под формата на фосфатна енергия в състава на аденозин-трифосфорна киселина (АТР) киселина. Тъканните окислителни процеси са свързани с фосфорилиращи процеси, т.е. с въвеждането на неорганична фосфорна киселина в АТР. Последната връзка е универсална енергийна субстанция. Акумулираната в нея енергия е около 10 kcal на грам молекула фосфорна киселина. Тази енергия се използва за мускулна контракция, със синтеза на различни вещества (дизахариди, полизахариди, хипруинова киселина, карбамид), с явления на биолуминесценция.

При образуването на една водна молекула участва в органична връзка 3 или дори 4 молекули на неорганична фосфорна киселина. Така, три или дори четири етапа по време на прехвърлянето на два водородни атома от някои системи към други са свързани с фосфорилиращи явления.

Видео: 68 Кислороден дишане Crex цикъл)

В допълнение към описаните основни етапи на дишането на тъканите, в хода на оксидативните процеси се извършват редица други водородни носители. От съединения с ниско молекулно тегло, глутатион, полифеноли, аскорбинова киселина, система за дикарбоксилна киселина.

Тъкан или допълнителен дъх - набор от биохимични реакции, протичащи в клетки на живи организми, по време на които въглехидратите, липидите и аминокиселините се окисляват до въглероден диоксид и вода. Освободената енергия се инхибира в химични връзки на макроерегични съединения (молекули на аденозинтрифосфорна киселина и други макрохими) и могат да бъдат използвани от тялото, ако е необходимо. В групата на процесите на катаболизма. На клетъчното ниво се считат два основни вида дишане: аеробна (с кислородно участие) и анаеробна. В същото време физиологичните процеси на транспортиране към клетките на многоклетъчните организми на кислород и отстраняването на въглероден диоксид се считат за външна респираторна функция.

Амплит. В цикъла на Кребс основният размер на молекулите на АТР се произвежда чрез метод за окислително фосфорилиране при последния етап на клетъчното дишане: в транспортната верига на електрона. Има окисление от над Н и FADN 2, намалено в процесите на гликолизата, в окисление, цикъла на Krebs и т.н. цитоплазменова мембрана), трансформирана в трансмембранна протонна потенциал. АТР-синтазният ензим използва този градиент, за да синтезира ATF, превръщайки енергията си към енергия. химически връзки.. Изчислено е, че молекулата над Н може да даде 2.5 ATP молекули по време на този процес, FADN 2 е 1,5 молекули. Книтен електронен акцептор на поглъщането на аеробни е кислород.

Анаеромски дим - биохимичен процес на окисление на органични субстрати или молекулен водород, използващ в дихателен и т.н. като краен електронен акцептор вместо 2 други окислители на неорганична или органична природа. Както в случая с аеробното дишане, свободната енергия, освободена по време на реакцията, е под формата на трансмембранна протонна потенциал, използвана от АТР синтаза за синтеза на АТР.

Коремни дъх Извършва се чрез намаляване на диафрагмата и мускулите на коремната кухина с относителния мир на стените на гърдите. Когато вдишването на раменете се понижават, мускулите на гърдата отслабват, диафрагмата се намалява и намалява. Тя се увеличава отрицателно налягане В гръдната кухина и долната част на белите дробове се пълни с въздух. В същото време интрапералният натиск се увеличава и стомахът е изпъкнал. По време на издишването на диафрагмата релаксира, се издига, коремната стена се връща в първоначалното си положение.

По време на диафрагмално дишане се извършва масаж вътрешни органи. Най-често такова дишане се намира при мъжете. Той също възниква, когато човек почива, по правило, по време на сън.

Нисък гръден кош дъх Подобряване на междукостните мускули. В резултат на мускулно свиване, гърдите разширява външната страна и нагоре, въздушните потоци в белите дробове и вдишват. По време на по-ниското дишане се пълнят само част от белите дробове и се използват само ребрата, но останалата част от тялото остава неподвижна. В резултат на това няма пълноправен обмен на газ.

По-ниското гърди, като правило, използвайте жени. Хората, които често са прибягвани до нея, които често са в седнало положение, тъй като всички те трябва да бъдат наклонени напред за четене или писане.

Горна част гръден кош дъх Се дължи на работата на мускулите на ключицата. При вдишване ключицата и раменете се издигат и въздухът се влива в белите дробове. В същото време е необходимо да се направят много усилия, тъй като честотата на вдишванията и издишването се увеличава, а потокът от кислород се оказва незначителен. Такова дишане може да бъде преднамерено причинено, ако рисувате стомаха. В дъното на горната част на гърдите само една малка част от белите дробове и обмен на газ се случва в дефектен. В резултат на това въздухът не се изчиства или затопля.

Жените се прибягват до този вид дишане по време на раждането.

Смесен или пълен дъх Премества целия дихателен апарат. В същото време, лицето използва всички видове мускули и диафрагмата, а белите дробове са напълно вентилирани.

Такова дишане премахва шлаба, стимулира метаболизма, актуализира тялото.

В същото време дишането може да бъде едновременно дълбоко и повърхностно. Повърхностното дишане е светло и ускорено. Честотата на дихателните движения е до 60 движения в минута. В същото време има безмълвен дъх и шумно интензивно издишване. Това ви позволява да нулирате напрежението от всички мускули на тялото. С повърхностна дишане, светлина само частично пълна с въздух.

Само малките деца дишат повърхностно. Колкото по-възрастен става детето, толкова по-малки, вдишванията на минута, които се ангажира. Дъхът на възрастен става дълбок. По време на дълбокото дъх честотата се забавя, белите дробове се пълнят колкото е възможно повече. Обемът на вдишването надвишава допустимата скорост.

Но това дишане е полезно за нашето здраве? И какво изобщо тип дишане е най-добре?

Дишане на тъкани- Това е комбинация от реакциите на аеробно окисление на органични молекули в клетка, в който молекулен кислород е задължителен субстрат за образуване на окислителни продукти. Въпреки това, кислородът може да се използва за различни задачи:

1. във вътрешната мембрана митохондрия Кислородът е краен електронен акцептор от окислени субстрати (NADN · H + или FADN 2) с възможност за включване активна форма. (оксид-анион; атомен кислород) във водната молекула - един от крайните продукти на окисление на органични молекули в аеробни клетки;

2. монооксигеназни системи на вътрешната мембранна митохондрии или мембрани на ендоплазмения ретикулум (EPR) Един молекулен кислороден атом се използва за включване на органични субстрати в молекулите, за да се модифицира тяхната структура и външния вид на такива функционални групи като хидроксил, кето-, алдехид, карбоксилна група;

3. диоксигеназа EPR системи Използват се два молекулни кислородни атома за образуване на пероксидни връзки R2O2. Такъв клетъчен пероксид разполага с антиоксидантни ензимни системи: глутационер пероксидаза и др.

Задача 1. Той се извършва от аеробна клетъчна клетка главно, когато има енергийни източници в клетката и има нужда от производство на енергия чрез включване на тези вещества-енергийни източници в катаболни пътища. Тъканните дишащи клетки могат да бъдат представени като етапи, три от тях:

1 етап от дишането на тъкани - 2-ри етап от катаболните процеси;

2 етап от цикъл на дишане на тъкани от трикарбоксилни киселини (CTC);

3 етап от дишането на тъканите - функцията на респираторната верига на вътрешната мембрана на митохондриите.

Първи и 2-ри етап на дишане на тъкани се произвеждат в цитозол и в матрични митохондрии намалява формите на коензими и бързи групи - потенциални електрони в дихателната верига на вътрешната мембрана митохондрия. В тази мембрана има специален комплекс от ензими и липофилни вещества (убиквинон; коензим q), който прехвърля електроните от реставрирани форми на коензими (NAP) и протезни групи (FADN 2) към атомния кислород.

В структурата на митохондриите външната мембрана е изолирана, вътрешната мембрана, матрицата, интермамбранното пространство. В матрицата и частично, процесите на първия и втория етап на дишане на тъканите са локализирани във вътрешната мембрана: бета-окислението на по-високите мастни киселини, аминокиселинните обменни реакции - окислителен деаминиране, трансмиграция, цикъл на Кребс (CTC ) с изключение на реакцията на сукцинат дехидрогеназа.

И двете мембрани проникват в транспортните системи, отговорни за:

1. транспортни аминокиселини;

2. транспорт на ATP / ADP;

3. транспортни йони;

4. Совални системи (аспартат, глицерол фосфат), извършване на транспортиране на електрони и протони от цитозолни форми на възстановени коензими в матрицата и във вътрешната мембрана;

5. транспортиране на трикарбоксилни киселини;

6. Транспорт на Ацьов Гук;

7. превоз на катиони и аниони.

Транспортните системи осигуряват постоянство на състава на митохондрия Matricex, метаболоплазмата метаболизъм, доставянето на получените субстрати от матрицата към цитоплазмата за нуждите на клетката.

Най-важната от енергийната гледна точка е третият етап на дишането на тъканите, т.е. Функцията на дихателната верига на вътрешната мембрана митохондрия. Респираторната верига се състои от електронни носители от възстановени форми на коензими за кислород. Носачите на Елетрон се комбинират в комплексите на дихателната верига. Разделянето на участниците в дихателната верига към комплекси (I - IV) възникна в хода на експерименталните проучвания върху разпределението и разделянето на компонентите на дихателната верига, за да се изследва тяхната структура и функция.

Комплексът I на дихателната верига се състои от трансмембраннен протеин-ензим-ензим-дехидрогеназа (цветна част - FMN) и протеини, съдържащи желязо (FES-протеини). От матрицата на NADN-формите мигрират във вътрешната мембрана на митохондриите, където те се улавят от флавопротеин на NADN-дехидрогеназа. Редукционна реакция се извършва:

NADN · H + + FMN · DGAZ ® OUT + + FMNN 2 · Dhaz

FMN FMNN 2.

Намалената форма на NADN-DGAZ през FES протеините на комплекса I предава електрона на убиквин (KOQ), а протоните на убихиньона могат да уловят от матрицата:

Koq koqh 2.

UbiquiNon е много липофилна структура, която се движи свободно към повърхността на вътрешната мембрана, обърната към матрицата (CO QH2), до повърхността на вътрешната мембрана, обърната към интермамбранно пространство (mmp) и обратно (CQ). Възстановената форма на убичинона дава електрони с комплекс от дишане, съдържаща цитохром в, с 1. и Фес-протеини. Цитохром в и с 1. - Гемопротеини на третичната структура. Функцията PEMS е наличието на железни катиони, променяща степента на окисление на FE² + / FE3 +. Гом цитохроми в , с 1. или в Следователно е в състояние да приеме само 1 ē, следователно, за предаване 2ē, което транспортира дишащата верига от окислен субстрат (възстановени форми на коензим), са необходими два цитохрома от всеки тип. Цитохром в , с 1. и в Ние не можем да вземем в нейните структурни йони Н +. Следващият акцептор на електрона е цитохром с (най-подвижният цитохром във вътрешната мембрана; Не са включени във всеки сложен), той е и хемопротеинът на третичната структура.

Възстановена форма на цитохром в (FE² +) дава допълнителни електрони от цитохром в- оксидаза (CHMM). Цитохром в- оксидаза - трансмембраннен протеин, хематопротеин на кватернерна структура, състояща се от шест субединици: 4 но и 2. и 3.Последното съдържа само cu² + / cu +. Този протеин също се нарича комплекс IV дихателна верига. Цитохром в- оксидаза, за да се получи 4ē от цитохроми с (fe² +), придобива висок афинитет към молекулен кислород. Всяка двойка електрона протича до 1 молекулен кислороден атом с образуването на анинов оксид, който се свързва с четири протони, придават образуването на ендогенна вода: 4H + +4 ē + 0 2 → 2N 2

Дишане на тъкани (Синоним на клетъчното дишане) е набор от редокс процеси в клетки, органи и тъкани, срещащи се с участието на молекулен кислород и придружени от енергия в фосфорил комуникацията на АТР молекулите. Дишането на тъкани е най-важната част метаболизъм и енергия в организма. В резултат на D. t. С участието на специфични ензими налице е окисляващо разпадане на големи органични молекули - респираторни субстрати - по-прости и в крайна сметка до СО 2 и Н20 с енергии. Фундаментална разлика на d. t. от други процеси, които се появяват с абсорбцията на кислород (например от липидната пероксидация) е енергията на енергията в форма за ATFне характерни за други аеробни процеси.

Процесът на дишане на тъкани не може да се счита за идентични процеси на биологично окисление (ензимни процеси на окисляване на различни субстрати, протичащи при животни, растителни и микробни клетки), тъй като значителна част от такива окислителни трансформации в организма се срещат в анаеробни условия, т.е. без участието на молекулен кислород, за разлика от D. t.

По-голямата част от енергията в аеробните клетки се образува поради D. t. И количеството енергия, генерирано зависи от неговата интензивност. Интензивността на D. t. определянето чрез скоростта на абсорбция на кислород за единица тъканна маса; Обикновено това се дължи на нуждата от тъкан в енергията. Интензивността на D. t. Най-високата в ретината на окото, бъбреците, черния дроб; Той е значителен в чревната лигавица, щитовидната жлеза, тестисите, церебралната кора, хипофизната жлеза, далака, костния мозък, белите дробове, плацентата, мозъчните жлези, панкреаса, блендата, сърцето, скелетните мускули, което е в покой. В кожата, роговицата и лещата на интензивността на очите D. t. Сестра. Хормони щитовидната жлеза, мастна киселина И други биологично активни вещества могат да активират дишането на тъканите.

Интензивността на D. t. Определят поларографски (виж Полярография ) или метод на манометър в Warburg апаратурата. В последния случай, за характеристика на D. T. Използване на така наречения дихателен фактор се използва - съотношението на обема на отделения въглероден диоксид към обема на кислород, погълнат от определено количество тъкан, в процес на изследване през определен период от време.

Субстрати D. Т. са продукти от превръщане на мазнини, протеини и въглехидрати (виж Azoty Exchange, Обмен на мазнини, Обмяна на въглехидрати ), от които в резултат на съответните метаболитни процеси се образуват малък брой съединения, влизащи в цикъла на трикарбоксилни киселини - най-важният метаболитен цикъл в аеробните организми, \\ t

В които веществата, участващи в него, преминават пълно окисление. Цикълът на трикарбоксилните киселини е последователност от реакции, които комбинират крайните етапи на метаболизма на протеините, мазнините и въглехидратите и осигуряващи редуциращи еквиваленти (водородни атоми или електрони, предавани от донорски вещества към акцептори; в аероби, крайният акцептор на редуциращи еквиваленти е Кислород) респираторна верига в митохондриите (митохондриално дишане). В митохондрия се случва химическа реакция Възстановяване на кислород и конюгатно захранване под формата на АТР, генериран от ADF и неорганичен фосфат. Синтезният процес на ATP молекулата или ADF поради енергията на окислението на различни субстрати се нарича окислително или респираторно фосфорилиране. Обикновено митохондриалното дишане винаги е свързано с фосфорилирането, което е свързано с регулирането на скоростта на окисление на храните с необходимостта от клетки в полезна енергия. Под някои влияния върху тялото или тъканта (например при преохлаждане) се появява така нареченото отделяне на окисление и фосфорилиране, което води до диспергиране на енергията, което не е фиксирано като фосфорилно свързване на АТР молекулата и приема вида на топлинната енергия. Тиреоидните хормони, мастните киселини, 2,4-динитрофенол, дикумарин и някои други вещества имат счупен ефект.

Дишането на тъкани в енергийната връзка е много по-печеливша за тялото, отколкото анаеробните окислителни трансформации на хранителни вещества, например