Verega transporditud hapnikku kasutatakse erinevate ainete oksüdeerimiseks kuni CO2, vee ja muu uriini kudumise lõpptoodetena. Vee ja süsinikdioksiidi eraldamisega seotud hapniku talendi absorbeerimise protsess on koe hingamine.

Kudede hingamise uurimist teostab mikromanomeetrilise meetodi abil. Õhukesed kangaste osad paigutatakse suletud vaskulaarsetesse, ühendatud vedelikuga täidetud kitsas rõhumõõturiga. Hapnikukoe imendumise määramisel ühe veresoonte haru juures asetas leelise lahuse vabastava CO2-ga neelava leelise lahuse. Püsivuse temperatuuri saavutamiseks sukeldatakse veresoonte termostaadis, mis on varustatud kütteseadme ja termostaadiga. Nendel tingimustel väheneb gaasi koguse vähenemine surve vähenemisega vaskulaarse rõhu vähenemisega võrdub imenduva hapnikuga.

Selliste uuringute puhul on võimalik saada ainult ligikaudseid andmeid kehas esineva koe hingamise iseloomuliku iseloomususe kohta. Kanga osad, eemaldatakse kehast, puudub oma vahetuse närvisüsteemi reguleerimise. Need paigutatakse kolmapäeval, erineb teravalt tavalisest koevedelikust sisu kohta. toitainedGaasi meik. Seega, selleks, et sellistes katsetes saadaolevate tulemuste saamiseks koele nende looduslike olemasolu tingimustes üle kanda, on vaja uurida tervikliku organi uurimist. Sellise kudede hingamise uurimiseks on üks võimalusi uurida gaasi koostise ja vere voolava koguse ja uuritava elundi suhtes.

Video: elektronide edastamise ahel

Kudede hingamisega on aine kiire oksüdeerimine tavaliselt vastupidav molecular hapnik. Selgitus püüdis anda eeldusega, et kudede hapnik aktiveeriti. Teooria on välja töötatud, mille kohaselt esineb aineid (oksünaasid) kudedes, mis on võimelised ühendama molekulaarse hapnikuga ja saadi peroksiidi. Viimane, sellel teoorias, osaledes spetsiaalsete ensüümide - peroksüdasase - oksüdeeruda ühe või teise substraadi. Teiste ideede kohaselt aktiveeritakse rauast ioonide ja raua sisaldavate orgaaniliste ühendite hapnik ja koe hingamine.

Põhiliselt uus viis kudede oksüdatiivsete protsesside kaalumiseks kavandati taimsete kudede uurimistööd. Näidatud on oksüdatiivsete protsesside võimalikkus koe hingamises ja molekulaarse hapniku puudumisel. Oksüdeerivad ained olid hingamisteede pigmendid, ortokinooniderivaadid, mis on võimelised kahe vesiniku aatomi kinnitamiseks hingamisteede kromogeenidesse kolides (difenooli derivaadid). Edasine areng See koe hingamise mõiste tõi kaasa asjaolu, et substraadi oksüdeerimine algab kahe vesiniku aatomi pikendamisest. Oksüdeeritud aine, mis annab vesiniku aatomite nimetatakse vesinik-doonoriks ja aine on oksüdeeriv, mis kinnitab vesiniku - vesiniku aktseptoriga.

Oksüdeerimisprotsesside füüsikalis-keemilise olemuse uuring kangaste hingamise ajal on näidanud, et need on elektronide ülekande aluseks. Tavaliselt antakse bioloogilistes süsteemides elektronid koos prootonitega koos vesinikuaatomite koostises. Piiratud elektronide aktseptor on hapnik. Hapnik, kes tajub kahte elektroni ja kinnitades kaks prootonit, moodustab nendega osakese vee osakese. Oksüdatiivsete protsesside käigus kuuluvad mõned orgaanilised happed dekarboksüülimise suhtes, s.o vastavalt nende karboksüülrühmale CO2 lõhustatakse.

Vesiniku ülekandmine substraadist koe hingamise all hapnikule tehakse tavaliselt otseselt, kuid mitmete vahepealse ensüümi süsteemide osalusel.

Esimene neist koe hingamise süsteemide süsteemide oksüdeerimisel selliste ainete nagu fosfoglütseriin aldehüüdi, piimhape, sidrunhape, on dehydraz. Dehüdrosisüsteem sisaldab kooderiza, mis mängib vesiniku aktseptori rolli.

Saadud taaskasutatud koodetsidaas ei saa hapnikuga otseselt oksüdeerida. See on dehüdreeritud, suheldes koos flaviini ensüümiga. Viimane koos kudede hingamine omakorda oksüdeeritakse ühe tsütokroomiga.

Cyatochromas on raua sisaldavad raku pigmendid ja vähendatud tsütokroom sisaldab kahevalentset rauda hemamiformaalses rühmas ja oksüdeeritud on kolmevalentne. Oksüdatiivse tunda hingamisteede ensüümide süsteem on valmis ka rauast sisaldava ensüümi - tsütokromutseinhappega, oksüdeeriva tsütokroom ja võimeline reageerima otse hapnikuga, mis oksüdeerib selle ensüümi kahevalentse raua kolmevalentsena.

Video: rakkude hingamise aeroobne etapp. Oksüdatiivne fosforüülimine. Foxfordi online-koolituskeskus

Kui grammi molekul moodustub substraadi vesiniku aatomite kahe grammi oksüdatsiooniga, vabastatakse ligikaudu 56 suurt kalorit (kcal) energiat. Vesiniku aatomite liikumisel mitmete vahepealsete ensümaatiliste süsteemide kaudu purustatakse see energia väiksemateks osadeks. Bioloogiline tähtsus See astunud voolu oksüdatiivse protsessi koe hingamise peitub asjaolu, et oksüdatiivsete protsesside energia on kogunenud fosfaadi energia kujul adenosiini-trifosfäärhappe (ATP) happe kompositsioonis. Koe oksüdatiivsed protsessid on seotud fosforüülimisprotsessidega, st anorgaanilise fosforhappe kasutuselevõtuga ATP-sse. Viimane ühendus on universaalne energia aine. Selles kogunenud energia on umbes 10 kcal fosforhappe grammi molekuli kohta. Seda energiat kasutatakse lihaste kokkutõmbumise puhul erinevate ainete sünteesiga (disahhariidid, polüsahhariidid, hüprikupeha, uurea), bioluminestsentsnähtustega.

Ühe vee molekuli moodustumisel osaleb orgaaniliste sidemega 3 või isegi 4 anorgaanilise fosforhappega molekuliga. Seega on kaks või isegi neli etappi kahe vesinikuaatomite ülekandmise ajal mõnedest süsteemidest teistest teistesse fosforüülimise nähtustega.

Video: 68 Hapniku hingamine Crex Cycle)

Lisaks koe hingamise põhietappidele toimub oksüdatiivsete protsesside käigus mitmeid teisi vesiniku kandjaid. Alates madala molekulmassiga ühendid, glutatioon, polüfenoolid, askorbiinhape, dikarboksüülhappe süsteem on omandis.

Kangas või Clemental Breath - eluorganismide rakkudes esinevate biokeemiliste reaktsioonide kogum, mille jooksul süsivesikud, lipiidid ja aminohapped oksüdeeritakse süsinikdioksiidi ja veega. Vabastatud energia inhibeeritakse makroemiliste ühendite keemilistes sidemetes (adenosüntrifosformihappe ja teiste makroetautomolekulide molekulide) ja seda saab keha vastavalt vajadusele kasutada. Kaasas katabolismiprotsesside rühmas. Mobiilsel tasandil kaalutakse kahte peamist hingamisliiki: aeroobse (hapniku-hapniku osalusega) ja anaeroobse. Samal ajal peetakse hapniku multikullalaarsete organismide transpordi füsioloogilisi protsesse ja süsinikdioksiidi eemaldamist väliseks hingamisteedeks.

Aermiline suits. Krebs tsükli põhisumma ATP molekulide valmistatakse meetodi oksüdatiivse fosforüülimise viimasel etapil rakulise hingamise: elektronide transpordiahela. On oksüdeerimist üle H ja FADN 2, vähendatakse glükolüüsi protsessides oksüdatsioonis, Krebs-tsüklis jne. Nende reaktsioonide käigus vabaneva energia tõttu elektronlaadurid lokaliseeriti mitokondri sisemembraani (prokarüootne - in Tsütoplasmaatiline membraan) transformeeritakse transmembraanse prootoni potentsiaaliks. ATP-süntaasi ensüüm kasutab seda gradienti ATF sünteesimiseks, muundades selle energia energiat. keemilised sidemed. Hinnanguliselt võib molekul selle protsessi jooksul anda 2,5 ATP molekuli, FADN2 on 1,5 molekuli. Aerobide neelatud elektronide aktseptor on hapnikku.

Anaerombali suitsu - biokeemiline protsess orgaaniliste substraatide oksüdeerimise või molekulaarse vesiniku oksüdeerimisprotsess, kasutades hingamisteede jne kui piiratud elektronide aktseptori asemel 2 muud anorgaanilise või orgaanilise olemuse oksüdeerivaid aineid. Nagu aeroobse hingamise korral, on reaktsiooni käigus vabaneva vaba energia ATP sünteesi jaoks kasutatava transmembraanse prootoni potentsiaali kujul kujul ATP sünteesi jaoks.

Kõhu- hingetõmme Seda teostatakse, vähendades kõhuõõne diafragma ja lihaseid rinna seinte suhtelise rahuga. Kui õlgade sissehingamisel vähendatakse rinna lihaseid, nõrgendavad diafragma ja langetatakse. See suureneb negatiivne surve Rinnaõõnes ja kopsude alumine osa on täis õhku. Samal ajal suureneb intraaturõhk ja kõht on väljaulatuv. Diafragma väljahingamisel lõdvendab kõhu seina oma algse asendisse.

Diafragmaalse hingamise ajal toimub massaaž siseorganid. Kõige sagedamini leidub selline hingamine meestel. See tekib ka siis, kui inimene puhkab reeglina une ajal.

Madalam rind hingetõmme Parandage interkostaatlihaseid. Selle tulemusena lihaste kokkutõmbumise, rindkere laiendab väljastpoolt ja üles, õhuvoolu kopsudesse ja hingata. Alumise hingamise ajal täidetakse ainult osa kopsudest ja kasutatakse ainult ribisid, kuid ülejäänud keha jääb liikumatuks. Selle tulemusena puudub täieõiguslik gaasivahetusprotsess.

Alam rindade hingamine reeglina kasutab naisi. Inimesed, kes seda sageli kasutavad, mis on sageli istuvas asendis, sest nad kõik peavad kõik lugema või kirjutama.

Top rind hingetõmme Tuleneb klambri lihaste töö tõttu. Sissehingamisel tõusevad klambrid ja õlad ja õhk voolab kopsudesse. Samal ajal on vaja teha palju jõupingutusi, kuna hingamiste ja väljahingamiste sagedus suureneb ja hapniku voolu selgub tähtsusetuks. Sellist hingamist võib tahtlikult põhjustada, kui te kõhu joonistate. Ülemise rindade hingeõhk ainult väike osa kopsude ja gaasivahetus esineb defektselt. Selle tulemusena ei kustuta ega soojendada õhku.

Naised kasutavad sünnituse ajal seda tüüpi hinge.

Sega- või täielik hingetõmme Liigutab kogu hingamisaparaadi. Samal ajal kasutab isik igat liiki lihaseid ja diafragma ja kopsud on täielikult ventileeritud.

Selline hingamine eemaldab räbu, stimuleerib metabolismi, uuendab keha.

Samal ajal võib hingamine olla nii sügav kui pealiskaudne. Pinna hingamine on kerge ja kiirendatud. Hingamisteede liikumiste sagedus on kuni 60 liikumist minutis. Samal ajal on vaikne hingeõhk ja mürarikkas intensiivne väljahingamine. See võimaldab taastada pinge kõigist kehalihastest. Pindmise hingamise tüüp, valgus ainult osaliselt täis õhku.

Ainult väikesed lapsed hingavad pealiskaudselt. Mida vanem laps muutub, seda väiksem on hingamine minutis ta kohustub. Täiskasvanud hingeõhk on sügav. Sügava hinge ajal aeglustab sagedus, kopsud täidetakse võimalikult palju. Hingamise maht ületab lubatud määra.

Aga kas hingamine on kasulik meie tervisele? Ja mida üleüldse tüüp hingamine on a parim?

Kanga hingamine- See on orgaaniliste molekulide aeroobse oksüdeerimise reaktsioonide kombinatsioon rakus, kus molekulaarne hapnik on oksüdeerimistoodete moodustamiseks kohustuslik substraat. Hapniku võib siiski kasutada erinevate ülesannete täitmiseks:

1. sisemembraani mitokondrites Oxygen on piiratud elektronide aktseptor oksüdeeritud substraatidest (NADN · H + või FADN 2) koos võimalusega kaasata aktiivne vorm (oksiid-anioon; aatomi hapnik) veemolekulis - üks orgaaniliste molekulide oksüdeerimise lõplikest toodetest aeroobsetes rakkudes;

2. endoplasmaatilise reticulumi (EPR) sisemembraani mitokondrite monooksügenaasisüsteemid (ESP) Üks molekulaarse hapnikuaatomi kasutatakse molekulide orgaaniliste substraatide lisamiseks, et muuta nende struktuuri ja selliste funktsionaalsete rühmade välimust hüdroksüülrühmana, keto-, aldehüüdi, karboksüülrühmana;

3. dioxigenase EPR-süsteemid Peroksiidiühenduste R2O2 moodustamiseks kasutatakse kahte molekulaarset hapniku aatomit. Selline rakuperoksiidi kõrvaldab antioksüdantide ensümaatiliste süsteemide kaudu: glutationeer peroksidaas ja palju muud.

Ülesanne 1. Seda teostab aeroobse tüüpi rakk peamiselt siis, kui rakus on energiaallikaid ja on vaja energiatootmist, lisades need ained energiaallikad kataboolsetesse radadesse. Koe hingamisrakke võib esindada etappidena, neist kolm:

1 kanga hingamistapp - kataboolsete protsesside 2. etapp;

2 trikaarboksüülhapete (CTC) koe hingamise etapp;

3 koe hingamise etapp - mitokondrite sisemembraani hingamisteede funktsioon.

Koe hingamise 1. ja 2. etappi toodetakse tsütosoolis ja maatriks mitokondrites vähendavad koensüümide ja kiirete rühmade vorme - potentsiaalseid elektronide doonoreid Mitochondria sisemembraani hingamisteedesse ahelasse. Selles membraanis on ensüümide ja lipofiilsete ainete erikompleks (ubikinoon; koensüümi Q), mis edastab elektronid koensüümide (Nap) ja proteesirühmade taastatud vormidest (FADN 2) aatomi hapnikule.

Mitokondrite struktuuris eraldatakse välimine membraan, sisemembraan, maatriks, intermambane ruum. Maatriksis ja osaliselt koe hingamise esimese ja teise etapi protsessid paiknevad sisemembraanis: kõrgemate rasvhapete beeta-oksüdatsioon, aminohappevahetusreaktsioonid - oksüdatiivne deamiinimine, edastamine, Krebsi tsükkel (CTC) ) Välja arvatud suktsinaadi dehüdrogenaasi reaktsioon.

Mõlemad membraanid tungivad transpordisüsteemide eest vastutavad:

1. Transport aminohapped;

2. ATP / ADP transport;

3. Transport ioonid;

4. Shuttle süsteemid (aspartaat, glütserool fosfaat fosfaat), elektronide transport ja prootonid tsütosoolivormide restaureeritud koensüümide maatriks ja sisemembraani;

5. Trikaarboksüülhapete transport;

6. ATSIOV GUK transport;

7. Transport katioonide ja anioonide.

Transpordisüsteemid tagavad mitochondria matricexi koostise, metaboloplasmi ainevahetuse koostise, saadud substraatide kohaletoimetamise maatriksist tsütoplasma jaoks raku jaoks.

Energia seisukohast kõige olulisem on koe hingamise kolmas etapp, st Sisemembraani mitokondrite hingamisteede funktsiooni funktsioon. Hingamisteede ahela koosneb elektronkandjate taastatud vormide koensüümide hapniku. ELETRON-kandjad ühendatakse hingamisteede kompleksidesse. Hingamisteede ahela osaliste jaotus komplekside (I-IV) jaotus on tekkinud hingamisteede komponentide jaotuse ja eraldamise katse uuringute käigus, et uurida nende struktuuri ja funktsiooni.

Hingamisteede kompleksne I koosneb transmembraanse valgu-ensüümi-ensüümi dehüdrogenaasist (värvilisest osast - FMN-i) ja raud sisaldavate valkude (FES-valkude). Alates NADN-vormide maatriksist migreeruge mitokondrite sisemismembraani, kus nad on püütud NADN-dehüdrogenaasi flavoproteiini poolt. Redoksreaktsioon esineb:

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

FMN FMNN 2.

NADN-DGAZ vähendatud vorm läbi kompleksi i FES-i valkude kaudu I edastab elektroni Ubikinonini (Koq) ja ubikinoni prootonid saavad maatriksist salvestada:

Koq Koqh 2.

Ubiquinon on väga lipofiilne struktuur, mis liigub vabalt sisemise membraani pinna suunas maatriksiga (CO QH2), sisemise membraani pinnale intermmambane ruumi (MMP) ja tagaküljele (CQ). Ubikinooni taastatud vorm annab tsütokroomi sisaldava hingamisahela kompleksiga elektronile sisse, koos 1-ga. ja fes-valgud. Tsütokroom sisse ja koos 1-ga. - Gemoproteiinide tertsiaarse struktuuri. PEMS-i funktsioon on rauakatte olemasolu, muutes FE² + / FE³ + oksüdatsiooni astet. Gem Cytochromes sisse , koos 1-ga. või alates See on võimeline aktsepteerima ainult 1 ē, seetõttu edastamise 2ē, mis transpordib hingamisahelat oksüdeeritud substraadist (koensüümi taastatud vormid), on vaja kahte tsütokroomi igat tüüpi tsütokroom. Tsütokroom sisse , koos 1-ga. ja alates Me ei saa oma struktuuri ioone H + arvesse võtta. Järgmine elektronide aktseptor on tsütokroom (kõige liikuvam tsütokroom sisemembraanis; Ei kuulu ühtegi kompleksi), see on ka tertsiaarse struktuuri hemoproteiin.

Tsütokroomide taastatud vorm alates (Fe² +) annab tsütokroom täiendavaid elektrone alates- oksüdaas (CHMM). Tsütokroom alates- oksüdaasi - transmembraanne valk, kvaternaarse struktuuri hematoproteiin, mis koosneb kuuest subühikusest: 4 aga ja 2 ja 3.Viimane sisaldab ainult Cu² + / cu +. Seda valku nimetatakse ka keeruliseks IV hingamisteede ahelaks. Tsütokroom alates- oksüdaas, et saada 4 ° Clütoroomid (FE² +), omandab kõrge afiinsuse molekulaarse hapniku suhtes. Iga elektronpaar jätkub 1 molekulaarse hapniku aatomile anioonikoksiidi moodustumisega, mis ühendab nelja prootoniga endogeense vee moodustumise: 4H + +4 ē + O 2 → 2N 2

Kanga hingamine (Cellular hingamise sünonüümi) on redoksprotsesside komplekt rakkudes, elundites ja kudedes, mis esinevad molekulaarse hapniku osalemisega ja kaasas energiaga ATP-molekulide fosforüülühenduses. Fabric hingamine on kõige olulisem osa metabolism ja energia organismis. Tulemusena D. t. Konkreetsete osalusega ensüümid suurte orgaaniliste molekulide oksüdeeriva lagunemise - hingamisteede substraadid - lihtsamate ja lõppkokkuvõttes CO 2 ja H2O energiaga. D. t. Muudest protsessidest, mis tekivad hapniku imendumisega (näiteks lipiidperoksüdatsioonist) on energia energia aTF-vormteiste aeroobsete protsesside iseloomulik.

Protsessi koe hingamise ei saa pidada identseteks bioloogilise oksüdeerimise (ensümaatiliste protsesside oksüdeerimist erinevate substraatide loomade, köögiviljade ja mikroobsete rakkude), kuna märkimisväärne osa sellistest oksüdatiivsete transformatsioonide keha esineb anaeroobsetes tingimustes, st Ilma molekulaarse hapniku osaluseta erinevalt D. t.

Enamik aeroobsete rakkude energiat moodustatakse D. t tõttu. Ja tekkinud energia hulk sõltub selle intensiivsusest. Intensiivsus D. t. Määratakse hapniku imendumise kiirusega koemassiühiku ühiku kohta; Tavaliselt on see tingitud vajadusest koe vajadust energiat. Intensiivsus D. t. Kõige kõrgem silma võrkkesta, neerude, maksa; See on oluline soole limaskesta, kilpnäärme, munandite, ajukoore, ajuripatsi, põrna, luuüdi, kopsude, platsenta, kahvel näärmete, kõhunääre, ava, südame, skeleti lihaste, mis on puhata. Naha, sarvkesta ja objektiivi silma intensiivsuse D. t. Õde. Hormoonid kilpnääre, rasvhape Ja muud bioloogiliselt aktiivsed ained on võimelised aktiveerima kudede hingamist.

Intensiivsus D. t. Määrata polarograafiliselt (vt Polarograafia ) või survemõõturi meetodis Warburgi aparaadis. Viimasel juhul kasutatakse D. T. iseloomuliku iseloomuga nn hingamisteede teguriks - eraldatud süsinikdioksiidi mahu suhe a hapniku mahule, mida imendub teatud aja jooksul teatud koguse kudede koguse all.

Substraadid D. T. on rasvade, valkude ja süsivesikute muundamise tooted (vt Azoty Exchange, Rasva vahetus, Süsivesikute vahetus ), mille tulemusena vastavate ainevahetusprotsesside tulemusena moodustuvad väike hulk ühendeid trikaarboksüülhapete tsükli sisenemist - kõige olulisem metaboolse tsükli aeroobsetes organismides, \\ t

Kus selles osalevad ained läbivad täieliku oksüdatsiooni. Trikaarboksüülhapete tsükkel on reaktsioonide järjestus, mis ühendavad valkude, rasvade ja süsivesikute metabolismi lõplikke etappe ning vähendavate ekvivalentide (doonori ainetelt saadud vesiniku aatomite või elektronide aerobüümite puhul; aerobes on redutseerivate ekvivalendid Hapniku) hingamisteede ahel mitokondrites (mitokondriaalne hingamine). Mitochnondria esineb keemiline reaktsioon Hapniku ja konjugeeritud energiavarustuse taastumine ATP-s ADF-i ja anorgaanilise fosfaadist. ATP-molekuli või ADFi sünteesiprotsessi erinevate substraatide oksüdeerimise energia tõttu nimetatakse oksüdatiivseks või hingamisteede fosforüülimiseks. Tavaliselt on mitokondriaalne hingamine seotud alati fosforüülimisega, mis on seotud toiduainete oksüdeerimise kiiruse reguleerimisega, mis vajavad rakkude vajalikku energiat. Keha või kudede mõningate mõjude all (näiteks ülekoolikuse all), esineb oksüdatsiooni ja fosforüülimise nn eraldamine, mis viib energia dispersiooni, mis ei ole ATP molekuli fosforüülühendusena fikseeritud ja võtab termilise energia tüüp. Kilpnäärmehormoonid, rasvhapped, 2,4-dinitrofenool, dikumariin ja mõnel muudel ainetel on purunenud efekt.

Energiasuhetes hingamine on keha jaoks palju kasumlikum kui näiteks toitainete anaeroobsed oksüdatiivsed transformatsioonid