Като Дихателна верига се нарича каскада от стъпки за пренос на електрон (редуксни реакции) в метаболизма на клетките на почти всички живи същества. В края на дихателната верига, която се провежда в митохондриите, се получават електроцентралите на клетките, АТФ (аденозин трифосфат) и вода (Н2О). АТФ съдържа запазената енергия, която може да се транспортира на къси разстояния, която идва от дихателната верига и е достъпна за ендотермични, т.е. изискващи енергия метаболитни процеси.
Каква е дихателната верига?
Дихателната верига като част от клетъчното дишане съдържа верига от окислително-възстановителни реакции, протичащи една след друга, т.е. реакции, даряващи електрон и приемащи електрон, каталитично контролирани от ензими. Цялостният силно екзотермичен процес, който съответства на изгарянето на водород до вода (реакция на оксихидроген), в противен случай би термично унищожил клетките или дори ще ги накара да експлодират.
Дихателната верига се осъществява във вътрешната мембрана на митохондриите в четири последователни редокс-комплекса: Електроните, прехвърлени на следващото ниво, отделят част от своята енергия. В същото време се изгражда протонен градиент благодарение на протоните (Н +), освободени в пространството между вътрешната и външната мембрана (интермембранно пространство) на митохондриите. Протоните се опитват да мигрират от зоната на висока концентрация към зоната с ниска концентрация - в случая вътрешната мембрана.
Това работи само във връзка с ензима ATP синтаза, тунелен протеин. По време на преминаването през тунелния протеин протоните отделят енергия, която се преобразува в АТФ в хода на окислително фосфорилиране на ADP (аденозин дифосфат) и неорганичен фосфат. АТФ служи като всемогъщ енергиен носител за почти всички енергоемки метаболитни процеси в организма. Когато енергията се използва в метаболитни процеси, тя се разгражда отново до ADP с екзотермично разделяне на фосфатна група.
Функция и задача
Дихателната верига има задачата и функцията, във връзка с цикъла на лимонената киселина, който се осъществява и в митохондриите, да осигури на организма достатъчно използваема енергия. В крайна сметка процесите на разграждане на хранителните компоненти на групите вещества, въглехидрати, мазнини и протеини, се вливат в дихателната верига в последната част на процесите на разпадане, при които енергията, съдържаща се в хранителните компоненти, се предоставя на организма под формата на енергийно използваем АТФ.
Основната полза за човешкия метаболизъм е, че химическата енергия, съдържаща се в хранителните компоненти, не се преобразува изключително и неконтролируемо в топлинна енергия, а се съхранява под формата на АТФ. ATP позволява на тялото да използва запаметената енергия по различно време и на различни места според нуждите. Почти всички метаболитни процеси, отнемащи енергия, разчитат на АТФ като доставчик на енергия.
Дихателната верига се състои от четири така наречени комплекса (I, II, III, IV) и, като последен етап, фосфорилирането на ADP към ATP, което някои автори също наричат комплекс V. В двете вериги за пренос на електрон I и II ензимните комплекси във връзка с убихинон, NAD / NADH (никотинамид аденинов динуклеотид) и FAD (флавин аденин динуклеотид) играят важна роля. Процесите в комплекси III и IV протичат също така с участието на убихинол или окислената убихинон и цитохром с оксидаза, която се окислява до цитохром с. В същото време кислородът се редуцира до вода (H2O) с добавяне на 2 H + йони.
Дихателната верига може да се разглежда като вид отворен цикъл, в който участващите ензимни катализатори се регенерират и отново се намесват в материалния цикъл. Това се оказва особено енергийно ефективно за метаболизма на организма и особено ефективно по отношение на използването на ресурси, поради перфектното рециклиране на участващите биокатализатори (ензими).
Болести и неразположения
Дихателната верига съдържа каскада от пренасяне на електрон, в която много вещества и най-вече сложни ензимни процеси участват в един вид биокаталитичен процес. Ако един от тези процеси е нарушен, самата дихателна верига може да бъде нарушена или в крайни случаи да стигне до пълен застой.
По принцип могат да се появят редица генетични дефекти в хромозомния набор или, както и генетични дефекти, изключително в отделната митохондриална ДНК. Ако има митохондриален генетичен дефект, той може да дойде само от майката, тъй като отделната митохондриална ДНК на човека е само в опашката на спермата, която се отхвърля и отделя преди спермата да проникне в яйцеклетката.
Възможни са и придобити разстройства в допълнение към генетично детерминирани нарушения в хода на дихателната верига. Б. причинени от естествени или изкуствени инхибитори на дихателната верига. Известни са редица вещества, които инхибират дихателната верига в определена точка, така че дихателната верига е напълно прекъсната или функционира само недостатъчно. Други вещества действат като така наречените разделители (протонофори), които правят стъпките на окисляване да протичат значително по-бързо и водят до повишено търсене на кислород. Тук също има естествени и изкуствени декодери.
Като инхибитори z. Б. някои антибиотици и фунгициди, използвани напр. Т. атака на комплекси I, II или III. Антибиотикът олигомицин има директен инхибиращ ефект върху процеса на АТФ синтаза, така че се получава намален синтез на АТФ с намалена консумация на кислород. Кафявата мастна тъкан също действа като естествен разделител, който е в състояние да преобразува енергията директно в топлина, без да преминава през АТФ. Функционалните нарушения в дихателната верига обикновено се забелязват чрез намалена работа и чрез честа или постоянна умора и умора.
.jpg)
