81453

Регуляция цепи переноса электронов (дыхательный контроль). Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания

Доклад

Биология и генетика

Скорость использования АТФ регулирует скорость потока электронов в ЦПЭ. Если АТФ не используется и его концентрация в клетках возрастает то прекращается и поток электронов к кислороду. С другой стороны расход АТФ и превращение его в АДФ увеличивает окисление субстратов и поглощение кислорода. Механизм дыхательного контроля характеризуется высокой точностью и имеет важное значение так как в результате его действия скорость синтеза АТФ соответствует потребностям клетки в энергии.

Русский

2015-02-20

104.8 KB

3 чел.

Регуляция цепи переноса электронов (дыхательный контроль). Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания

Дыхательный контроль Окисление субстратов и фосфорилирование АДФ в митохондриях прочно сопряжены. Скорость использования АТФ регулирует скорость потока электронов в ЦПЭ. Если АТФ не используется и его концентрация в клетках возрастает, то прекращается и поток электронов к кислороду. С другой стороны, расход АТФ и превращение его в АДФ увеличивает окисление субстратов и поглощение кислорода. Зависимость интенсивности дыхания митохондрий от концентрации АДФ называют дыхательным контролем. Механизм дыхательного контроля характеризуется высокой точностью и имеет важное значение, так как в результате его действия скорость синтеза АТФ соответствует потребностям клетки в энергии. Запасов АТФ в клетке не существует. Относительные концентрации АТФ/АДФ в тканях изменяются в узких пределах, в то время как потребление энергии клеткой, т.е. частота оборотов цикла АТФ и АДФ, может меняться в десятки раз. Общее содержание АТФ в организме 30-50 г, но каждая молекула АТФ в клетке "живёт" меньше минуты. В сутки у человека синтезируется 40-60 кг АТФ и столько же распадается. Увеличение концентрации АДФ немедленно приводит к ускорению дыхания и фосфорилирования.

Разобщение дыхания и фосфорилирования Некоторые химические вещества (протонофоры) могут переносить протоны или другие ионы (ионофоры) из межмембранного пространства через мембрану в матрикс, минуя протонные каналы АТФ-синтазы. В результате этого исчезает электрохимический потенциал и прекращается синтез АТФ. Это явление называют разобщением дыхания и фосфорилирования. В результате разобщения количество АТФ снижается, а АДФ увеличивается. В этом случае скорость окисления NADH и FADH2возрастает, возрастает и количество поглощённого кислорода, но энергия выделяется в виде теплоты, и коэффициент Р/О резко снижается. Как правило, разобщители - липофильные вещества, легко проходящие через липидный слой мембраны. Одно из таких веществ - 2,4-динитрофенол, легко переходящий из ионизированной формы в неионизированную, присоединяя протон в межмембранном пространстве и перенося его в матрикс. Примерами разобщителей могут быть также некоторые лекарства, например дикумарол - антикоагулянт или метаболиты, которые образуются в организме, билирубин - продукт катаболизма тема, тироксин - гормон щитовидной железы. Все эти вещества проявляют разобщающее действие только при их высокой концентрации.

Терморегуляторная функция ЦПЭ На синтез молекул АТФ расходуется примерно 40-45% всей энергии электронов, переносимых по ЦПЭ, приблизительно 25% тратится на работу по переносу веществ через мембрану. Остальная часть энергии рассеивается в виде теплоты и используется теплокровными животными на поддержание температуры тела. Кроме того, дополнительное образование теплоты может происходить при разобщении дыхания и фосфорилирования. Разобщение окислительного фосфорилирования может быть биологически полезным. Оно позволяет генерировать тепло для поддержания температуры тела у новорождённых, у зимнес-пящих животных и у всех млекопитающих в процессе адаптации к холоду. У новорождённых, а также зимнеспящих животных существует особая ткань, специализирующаяся на теплопродукции посредством разобщения дыхания и фосфорилирования - бурый жир. Бурый жир содержит много митохондрий. В мембране митохондрий имеется большой избыток дыхательных ферментов по сравнению с АТФ-синтазой. Около 10% всех белков приходится на так называемый разобщающий белок (РБ-1) - термогенин. Бурый жир имеется у новорождённых, но его практически нет у взрослого человека. В последние годы появились факты, свидетельствующие о существовании в митохондриях разных органов и тканей млекопитающих разобщающих белков, похожих по своей структуре на РБ-1 бурой жировой ткани. По своей структуре термогенин близок к АТФ/АДФ-антипортеру, но не способен к транспорту нуклеотидов, хотя сохранил способность переносить анионы жирных кислот, служащих разобщителями.На внешней стороне мембраны анион жирной кислоты присоединяет протон и в таком виде пересекает мембрану; на внутренней стороне мембраны диссоциирует, отдавая протон в матрикс и тем самым снижает протонный градиент. Образующийся анион возвращается на наружную сторону мембраны с помощью АТФ/ АДФ-антипортера. При охлаждении стимулируется освобождение норадреналина из окончаний симпатических нервов. В результате происходят активация липазы в жировой ткани и мобилизация жира из жировых депо. Образующиеся свободные жирные кислоты служат не только "топливом", но и важнейшим регулятором разобщения дыхания и фосфорилирования.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81222. Религиозный культ и религиозные организации 24.7 KB
  Предметом культовой деятельности становятся различные объекты и силы осознаваемые в форме религиозных образов. Способы культовой деятельности определяются содержанием религиозных верований а также зависят от средств культа. На основе религиозных взглядов складываются определенные нормы предписания о том что и как нужно делать. Результатом культовой деятельности является прежде всего удовлетворение религиозных потребностей оживление религиозного сознания.
81223. Религия как социальное явление. Основные функции религи 23.81 KB
  Основные функции религии. Несколько подходов к определению религии: теологический философский критический научный. Два основных взгляда: религия существует в многообразии религий своего рода универсалия общий термин; религии существуют как модификации единой первоначальной религии. Функции религии...
81225. Происхождение религии и ее ранние формы 25.23 KB
  Тотемизм – вера в сверхъестественное родство между определенной группой предметов и людей. Магия – совокупность представлений и обрядов в основе которых лежит вера в возможность влияния на людей предметы и явления объективного мира с помощью определенных символических действий. Анимизм – вера в существование духов и душ. Существует как вера в духов не только умерших людей но и в духов природных явлений.
81226. Национальные религии Индии. Ведизм 20.79 KB
  Ведизм. К национальным религиям Индии относят ведизм индуизм джайнизм и сикхизм. Ведизм считается самой древней из всех национальных религий и одной из самых древних среди мировых. Характерная черта ведизма обожествление сил природы часто в мифологических образах.
81227. Вероучение и культ индуизма 25.24 KB
  В индуизме есть образ Тримурти космического духовного начала имеющего три ипостаси Вишну Шива Брахма. Два других бога Вишну богохранитель и Шива бог разрушитель. Поскольку боги Вишну и Шива стали наиболее популярными божествами это привело к формированию двух основных направлений: вишнуизм вайшнавизм и шиваизм шайвизм. Для вишнуизма характерна вера в аватары буквально: нисхождения то есть периодические воплощения Бога на земле для спасения праведных и наказания грешников.
81228. Специфика джайнизма 23.39 KB
  Стержнем вероучения джайнизма принявшего общую для индийских религий концепцию кармы и конечного освобождения нирваны является самосовершенствование души. Путь освобождения души Джина определил как следование трем драгоценностям: совершенное воззрение совершенное знание совершенное поведение. Главный признак души – развитие сознания только знания могут освободить душу поэтому учителя и могут учить других так как победили свои страсти. Из индуизма заимствована идея реинкарнации души воздаяния человеку за его поступки.
81229. Особенности возникновения и основные характеристики сикхизма. 21.74 KB
  Сикхизм – наиболее молодая религия Индии. Сикхизм это монотеистическая религия хотя и складывалась в рамках индуизма отвергающая многобожие индуизма.
81230. Разработка учебно-методических комплексов и внедрение их в учебный процесс 38.74 KB
  Модель электронного учебного курса ЭУК. ЭУК применяются в различных целях: для обеспечения самостоятельной работы обучаемых по овладению новым материалом реализации дифференцированного подхода к организации учебной деятельности контроля качества обучения и т. В первую очередь при проектировании ЭУК необходимо заложить в него технологические характеристики позволяющие впоследствии сделать учебновоспитательный процесс максимально эффективным. Выступая в качестве автоматизированной обучающей системы ЭУК должен выполнять следующие функции:...