Тканевое дыхание

Колоїди, які можуть переходити із золю в гель і навпаки, називаються зворотними. У ґрунті знаходиться багато колоїдів, які важко переходять до стану золю, вони складають групу незворотних колоїдів.

Взаємодії й з'єднанню колоїдних частинок заважають водні плівки, які утримуються на поверхні частинок і якими покриті катіони. За кількістю води, яка утримується колоїдами, вони поділяються на гідрофільні й гідрофобні. Гідрофільні колоїди дуже гідратовані і важче коагулюють. До них належать деякі органічні речовини, які зустрічаються у ґрунтах, мінерали монтморилонітової групи. Гідрофобні колоїди вміщують невелику кількість води. Це гідроксид заліза, мінерали каолінітової групи. Поділ колоїдів на гідрофільні й гідрофобні трохи умовний, тому що при подрібненні твердих частинок (колоїдних) ступінь гідратації їх збільшується. Фізичний стан колоїдів залежить також від складу поглинутих катіонів. Чим більша валентність поглинутих іонів, більший їх заряд, тим меншою буде дисоціація їх колоїдних частинок, меншим електрокінетичний потенціал, тим скоріше йде процес коагуляції. Колоїди, насичені одновалентними катіонами, знаходяться, як правило, у стані золю, при заміні одновалентних катіонів дво -- і тривалентними вони переходить у гель. Насичення ґрунтового поглинального комплексу натрієм викликає утворення золю, розпилення ґрунту, збільшення заряду ґрунтових колоїдів та їх гідратацію.

За причинами, що викликають коагуляцію колоїдів, виділяють такі її види:

1. Електролітична відбувається під дією підвищених концентрацій легкорозчинних солей, іони яких несуть протилежний до колоїду заряд. Коагуляція йде тоді, коли концентрація електролітів перевищує поріг коагуляції • - ту мінімальну концентрацію, при якій починається осідання. Тобто коагуляційна сила електролітів залежить від валентності й атомної маси іона.

2. Взаємна відбувається при взаємодії двох колоїдних часток, які мають протилежні заряди (наприклад, взаємна коагуляція відбувається при взаємодії колоїдів гумусу і гідроксиду алюмінію, які мають різні заряди).

Фізична під впливом зміни реакції середовища, склеювання поверхні речовин (адгезія), висушу

Тканевое дыхание

ДЫХАНИЕ ТКАНЕВОЕ (син. клеточное дыхание) - совокупность окислительно-восстановительных процессов в клетках, органах и тканях, протекающих с участием молекулярного кислорода и сопровождающихся запасанием энергии в фосфорильной связи молекул АТФ. В результате Д. т. при участии специфических ферментов происходит окислительный распад крупных органических молекул - субстратов дыхания - до более простых и в конечном счете до углекислоты и воды с высвобождением энергии, используемой для обеспечения физиол, функций организма. Д. т. является важнейшей частью обмена веществ и энергии в организме. Большая часть энергии в аэробных клетках образуется благодаря Д. т., ее количество зависит от его интенсивности.

Интенсивность тканевого дыхания определяется скоростью поглощения кислорода на единицу массы ткани. В норме интенсивность Д. т. обусловлена потребностью ткани в энергии, запасаемой в форме АТФ (см. Аденозинфосфорные кислоты). Интенсивность Д. т. наиболее высока в сетчатке глаза, почках, печени; она значительна в слизистой оболочке кишечника, щитовидной железе, яичках, коре головного мозга, гипофизе, селезенке, костном мозге, легких, плаценте, вилочковой железе, поджелудочной железе, диафрагме, сердце, скелетной мышце (в состоянии покоя). Интенсивность Д. т. невелика в коже, роговице и хрусталике глаза. Гормоны щитовидной железы, жирные кислоты способны активизировать тканевое дыхание.

Субстратами Д. т. являются продукты превращения пищевых веществ, из к-рых в результате соответствующих метаболических процессов образуется небольшое число соединений, вступающих в цикл трикарбоновых кислот (син.: цикл Кребса, цикл лимонной кислоты). Этот важнейший метаболический цикл у аэробных организмов обеспечивает полное окисление продуктов превращения белков, жиров и углеводов. У человека и высших животных ок. 2/3 всей энергии, получаемой из пищевых веществ, освобождается в цикле трикарбоновых к-т. Этот цикл представляет собой последовательность реакций, объединяющих конечные стадии метаболизма белков, жиров и углеводов и обеспечивающих восстановительными эквивалентами дыхательную цепь в митохондриях (см. Клетка). Процесс синтеза молекулы АТФ из АДФ за счет энергии окисления различных субстратов называется окислительным, или дыхательным, фосфорилированием.

Тканевое дыхание значительно более выгодно для энергетики организма, чем анаэробные окислительные превращения питательных веществ, напр, гликолиз. За счет цикла трикарбоновых к-т клетки получают большую часть той энергии, к-рая запасается при окислении глюкозы, жирных к-т и аминокислот. На 1 моль окисленного в цикле трикарбоновых к-т ацетил-КоА приходится 12 молекул АТФ. При полном окислении 1 молекулы глюкозы до СО2 и Н2О запасается 36 молекул АТФ, из к-рых лишь 2 молекулы АТФ образуются в процессе гликолиза.

Тканевое дыхание нельзя считать синонимом биологического окисления, поскольку значительная часть окислительных превращений в организме происходит в анаэробных условиях, т. е. без участия молекулярного кислорода. С другой стороны, принципиальным отличием Д. т. от иных процессов, происходящих с поглощением кислорода (напр., перекисного окисления липидов), является запасание энергии в форме АТФ, не характерное для других аэробных процессов.

Митохондриям принадлежит ведущая роль в образовании энергии. В результате окисления углеводов, жиров и белков образуются восстановительные эквиваленты (электроны и атомы водорода), которые переносятся по дыхательной цепи. Высвобождающаяся при этом энергия переходит в энергию электрохимического градиента для протонов на внутренней мембране митохондрий, а та, в свою очередь, используется для синтеза АТФ . Этот процесс называется окислительным фосфорилированием.

Образовавшиеся в результате гликолиза триозы, и в первую очередь пировиноградная кислота , вовлекаются в дальнейшее окисление, происходящеее в митохондриях.

При этом используется энергия расщепления всех химических связей, что приводит к выделению CO2 , потреблению кислорода и синтезу большого количества АТФ. Эти процессы связаны с окислительным циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью переноса электронов, где происходят фосфорилирование АДФ и синтез клеточного "топлива" - молекул АТФ. В цикле трикарбоновых кислот электроны, освободившиеся при окислении, переносятся на акцепторные молекулы коферментов ( НАД - никотинамид адениндинуклеотид), которые вовлекают их далее в цепь переноса электронов ( ЭТЦ - электронтранспортную цепь ). Эти события внутри митохондрий происходят в их матриксе . Остальные реакции, связанные с дальнейшим переносом электронов и синтезом АТФ, связаны с внутренней митохондриальной мембраной , с кристами митохондрий. Освободившиеся в процессе окисления в цикле трикарбоновых кислот электроны, акцептированные на коферментах, переносятся затем вдыхательную цепь (цепь переноса электронов), где они соединяются с молекулярным кислородом, образуя молекулы воды. Дыхательная цепь представляет собой ряд белковых комплексов, встроенных во внутреннюю митохондриальную мембрану, и является главной системой превращения энергии в митохондриях. Здесь происходят последовательное окисление и восстановление элементов дыхательной цепи, в результате чего высвобождается небольшими порциями энергия. За счет этой энергии в трех точках цепи из АДФ и фосфата образуется АТФ. Поэтому говорят, что окисление (перенос электронов) сопряжено с фосфорилированием (АДФ + Фн = АТФ), то есть происходит процесс окислительного фосфорилирования.

При переносе электронов в митохондриальной мембране каждый комплекс дыхательной цепи направляет свободную энергию окисления на перемещение протонов (положительных зарядов) через мембрану, из матрикса в межмембранное пространство, что приводит к образованиюразности потенциалов на мембране : положительные заряды преобладают в межмембранном пространстве, а отрицательные - со стороны матрикса митохондрий. При достижении определенной разности потенциалов (220 мВ) белковый комплекс АТФ-синтетазы начинает транспортировать протоны обратно в матрикс, при этом превращает одну форму энергии в другую: образует АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Так происходит сопряжение окислительных процессов с синтетическим - с фосфорилированием АДФ. Пока происходит окисление субстратов, пока происходит перекачка протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану - идет сопряженный с этим синтез АТФ, то есть окислительное фосфорилирование ( рис. 1,в ). Так работает отдельно взятая митохондрия.

Свободная энергия (дельтаG), т.е. доступная клетке энергия - это та часть энергии, которая может быть превращена в работу. При протекании химических реакций в живом организме самопроизвольно идут те процессы, в которых изменение свободной энергии будет отрицательным (-дельтаG). Такие процессы называются экзергоническими . Процессы, для которых дельтаG является величиной положительной, называются эндергоническими . Эти процессы не могут происходить самопроизвольно. При протекании эндергонических процессов необходим приток энергии извне.

Для каждой химической реакции характерно определенное изменение стандартной свободной энергии (-дельтаG0'), т.е. изменение свободной энергии при стандартных значениях температуры и давления, 1М концентрации исходных веществ и продуктов реакции и рН 7,0. Например, дельтаG0' гидролиза АТФ до АДФ.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Негіздермен	\|	Про відділ кар’єри Донецького коледжу технологій та дизайну Донецького національного університету

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.012 сек.