Tak jako Dýchací řetězec nazývá se kaskáda kroků přenosu elektronů (redoxní reakce) v metabolismu buněk téměř všech živých věcí. Na konci respiračního řetězce, který probíhá v mitochondriích, vznikají energetické buňky buněk, ATP (adenosintrifosfát) a voda (H2O). ATP obsahuje konzervovanou energii, která může být transportována na krátké vzdálenosti, která pochází z dýchacího řetězce a je k dispozici pro endotermické, tj. Energeticky náročné metabolické procesy.
Co je dýchací řetězec?
Dýchací řetězec jako součást buněčného dýchání obsahuje řetězec redoxních reakcí, které probíhají jedna po druhé, tj. Elektronové dary a elektrony přijímající reakce, které jsou katalyticky řízeny enzymy. Celkový silně exotermický proces, který odpovídá spalování vodíku na vodu (oxyhydrogenová reakce), by jinak tepelně zničil buňky nebo dokonce způsobil jejich explozi.
Dýchací řetězec se odehrává ve vnitřní membráně mitochondrie ve čtyřech po sobě jdoucích redoxních komplexech: Elektrony přenesené do další úrovně uvolňují část své energie. Současně se vytváří protonový gradient díky protonům (H +) uvolňovaným do prostoru mezi vnitřní a vnější membránou (intermembránový prostor) mitochondrie. Protony se snaží migrovat z oblasti vysoké koncentrace do oblasti nízké koncentrace - v tomto případě vnitřní membrány.
Funguje to pouze ve spojení s enzymem ATP syntáza, proteinem v tunelu. Během průchodu tunelovým proteinem uvolňují protony energii, která se během oxidační fosforylace ADP (adenosin difosfátu) a anorganického fosfátu přemění na ATP. ATP slouží jako všemocný nosič energie pro téměř všechny energeticky náročné metabolické procesy v těle. Když je energie použita v metabolických procesech, je znovu rozložena na ADP s exotermickým štěpením fosfátové skupiny.
Funkce a úkol
Dýchací řetězec má za úkol a funkci ve spojení s cyklem kyseliny citronové, ke kterému dochází také v mitochondriích, poskytnout tělu dostatečnou využitelnou energii. Nakonec rozkladné procesy potravinových složek látek skupiny sacharidů, tuků a bílkovin proudí do dýchacího řetězce v poslední části rozkladných procesů, ve kterých je energie obsažená v potravních složkách poskytována tělu ve formě energeticky využitelného ATP.
Hlavní výhoda pro lidský metabolismus spočívá v tom, že chemická energie obsažená v potravinách není přeměněna výhradně a nekontrolovaně na tepelnou energii, ale že je uložena ve formě ATP. ATP umožňuje tělu využívat uloženou energii v různých časech a na různých místech podle potřeby. Téměř všechny energeticky náročné metabolické procesy spoléhají na ATP jako na dodavatele energie.
Dýchací řetězec zahrnuje čtyři tzv. Komplexy (I, II, III, IV) a jako poslední krok fosforylaci ADP na ATP, které někteří autoři také označují jako komplex V. V obou řetězcích I a II přenosu elektronů hrají důležitou roli enzymové komplexy ve spojení s ubichinonem, NAD / NADH (nikotinamid adenin dinukleotid) a FAD (flavin adenin dinukleotid). Procesy v komplexech III a IV také probíhají za účasti ubiquinolu nebo oxidovaného ubichinonu a oxidázy cytochromu c, který oxiduje na cytochrom c. Současně se kyslík redukuje na vodu (H2O) přidáním 2 H + iontů.
Dýchací řetězec lze považovat za druh otevřeného cyklu, v němž se enzymatické katalyzátory regenerují samy a opět zasahují do materiálového cyklu. Ukázalo se, že je to zvláště energeticky účinné pro metabolismus těla a zvláště efektivní, pokud jde o využití zdrojů, díky dokonalé recyklaci použitých biokatalyzátorů (enzymů).
Nemoci a nemoci
Dýchací řetězec obsahuje kaskádu přenosů elektronů, ve které se do jakéhokoli biokatalytického procesu podílí mnoho látek a především komplexní enzymatické procesy. Pokud je některý z těchto procesů narušen, může být narušen samotný dýchací řetězec nebo, v extrémních případech, zcela zastaven.
V chromozomové sadě nebo, stejně jako genetické defekty, se v zásadě může vyskytnout řada genetických defektů výhradně v oddělené mitochondriální DNA. Pokud existuje mitochondriální genetická vada, může pocházet pouze od matky, protože samostatná mitochondriální DNA člověka je pouze v ocasu spermatu, což je odmítnuto a vyloučeno dříve, než spermie proniká do vajíčka.
Získané poruchy jsou možné i mimo geneticky způsobené poruchy v průběhu dýchacího řetězce. B. způsobené přírodními nebo umělými inhibitory dýchacího řetězce. Je známo mnoho látek, které inhibují dýchací řetězec v definovaném bodě, takže dýchací řetězec je zcela přerušen nebo funguje pouze nedostatečně. Ostatní látky fungují jako tzv. Decouplery (protonofóry), které způsobují, že oxidační kroky probíhají výrazně rychleji a vedou ke zvýšené poptávce po kyslíku. I zde existují přírodní a umělé odpojovače.
Jako inhibitory z. B. použitá některá antibiotika a fungicidy, např. T. útok na komplexy I, II nebo III. Antibiotický oligomycin má přímý inhibiční účinek na proces ATP syntázy, takže dochází ke snížené syntéze ATP se sníženou spotřebou kyslíku. Hnědá tuková tkáň také působí jako přírodní decoupler, který je schopen přeměnit energii přímo na teplo, aniž by prošel ATP. Funkční poruchy dýchacího řetězce jsou obvykle patrné díky sníženému výkonu a časté nebo konstantní únavě a vyčerpání.
.jpg)
