Онлайн переводчик http://translate.meta.ua
поменять
По-русски

ДЫХАНИЕ ТКАНЕВОЕ Дыхание тканевое (синоним 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. Тканевое дыхание является важнейшей частью обмена веществ и энергии в организме. В результате Д. т.

при участии специфических ферментов происходит окислительный распад крупных органических молекул — субстратов дыхания — до более простых и в конечном счете до СО2 и Н2О с высвобождением энергии. Принципиальным отличием Д. т. от иных процессов, протекающих с поглощением кислорода (например, от перекисного окисления липидов), является запасание энергии в форме АТФ, не характерное для других аэробных процессов.

Процесс тканевого дыхания нельзя считать тождественным процессам биологического окисления (ферментативным процессам окисления различных субстратов, протекающим в животных, растительных и микробных клетках), поскольку значительная часть таких окислительных превращений в организме происходит в анаэробных условиях, т.е. без участия молекулярного кислорода, в отличие от Д. т. Большая часть энергии в аэробных клетках образуется благодаря Д. т., и количество образующейся энергии зависит от его интенсивности. Интенсивность Д. т.

определяется скоростью поглощения кислорода на единицу массы ткани; в норме она обусловлена потребностью ткани в энергии. 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, находящейся в состоянии покоя. В коже, роговице и хрусталике глаза интенсивность Д. т. невелика. Гормоны щитовидной железы, жирные кислоты и другие биологически активные вещества способны активизировать тканевое дыхание.

Интенсивность Д. т. определяют полярографически (см. Полярография) или манометрическим методом в аппарате Варбурга. В последнем случае для характеристики Д. т. используют так называемый дыхательный коэффициент — отношение объема выделившегося углекислого газа к объему кислорода, поглощенного определенным количеством исследуемой ткани за определенный промежуток времени. Субстратами Д. т. являются продукты превращения жиров, белков и углеводов (см.

Азотистый обмен, Жировой обмен, Углеводный обмен), поступающих с пищей, из которых в результате соответствующих метаболических процессов образуется небольшое число соединений, вступающих в цикл трикарбоновых кислот — важнейший метаболический цикл у аэробных организмов, в котором вовлекаемые в него вещества претерпевают полное окисление.

Цикл трикарбоновых кислот представляет собой последовательность реакций, объединяющих конечные стадии метаболизма белков, жиров и углеводов и обеспечивающих восстановительными эквивалентами (атомами водорода или электронами, передающимися от веществ-доноров веществам-акцепторам; у аэробов конечным акцептором восстановительных эквивалентов является кислород) дыхательную цепь в митохондриях (митохондриальное дыхание).

В митохондриях происходит химическая реакция восстановления кислорода и сопряженное с этим процессом запасание энергии в виде АТФ, образующегося из АДФ и неорганического фосфата. Процесс синтеза молекулы АТФ или АДФ за счет энергии окисления различных субстратов называется окислительным, или дыхательным фосфорилированием. В норме митохондриальное дыхание всегда сопряжено с фосфорилированием, что связано с регуляцией скорости окисления пищевых веществ потребностью клетки в полезной энергии.

При некоторых воздействиях на организм или ткани (например, при переохлаждении) происходит так называемое разобщение окисления и фосфорилирования, приводящее к рассеиванию энергии, которая не фиксируется в виде фосфорильной связи молекулы АТФ, а принимает вид тепловой энергии. Разобщающим действием обладают также гормоны щитовидной железы, жирные кислоты, 2,4-динитрофенол, дикумарин и некоторые другие вещества.

Тканевое дыхание в энергетическом отношении значительно более выгодно для организма, чем анаэробные окислительные превращения питательных веществ, например гликолиз. У человека и высших животных около 2/3 всей энергии, получаемой из пищевых веществ, освобождается в цикле трикарбоновых кислот. Так, при полном окислении 1 молекулы глюкозы до СО2 и Н2О запасается 36 молекул АТФ, из которых лишь 2 молекулы образуются в процессе гликолиза.

-----------------------------------------------------

ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ

ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ

Содержание

Дыхание тканевое: введение

Дыхание тканевое: биологическое окисление в митохондриях

Дыхание тканевое: потребность в кислороде

Дыхание тканевое: запасы кислорода

Дыхание тканевое: кислородное голодание

Дыхание тканевое: введение

Тканевым дыханием называется обмен дыхательных газов, происходящий при биологическом окислении питательных веществ в тканях. В ходе окислительных процессов клетки поглощают из капилляров кислород и выделяют конечный продукт метаболизма - углекислый газ.

Дыхание тканевое: биологическое окисление в митохондриях

Биологическое окисление питательных веществ происходит в митохондриях . В них были обнаружены ферменты, участвующие в цикле лимонной кислоты , дыхательной цепи , окислительного фосфорилирования , в расщеплении жирных кислот и ряда аминокислот ( рис. 21-1 ).

Дыхание тканевое: потребность в кислороде

Потребности тканей в кислороде зависят от функционального состояния клеток, входящих в ее состав. Скорость потребления кислорода обычно выражается в мл кислорода на 1 г веса в минуту . В состоянии покоя кислород относительно интенсивно поглощается миокардом , серым веществом головного мозга (в частности, корой головного мозга ), печенью и корковым веществом почек . В тоже время скелетные мышцы , селезенка и белое вещество головного мозга в покое потребляют мало кислорода.

При увеличении активности какого-либо органа потребность его в кислороде увеличивается. При физической нагрузке потребление кислорода миокардом может увеличиться в 3 - 4 раза, а работающими скелетными мышцами - более чем в 20 - 50 раз по сравнению с покоем. Потребление кислорода почками возрастает при увеличении интенсивности реабсорбции ионов натрия .

Дыхание тканевое: запасы кислорода

Количество кислорода, которое клетки могут использовать для окислительных процессов, зависит от конвекционного переноса кислорода кровью и диффузии кислорода из капилляров в ткани. Поскольку единственным запасом кислорода в большинстве тканей служит его физически растворенная фракция, снижение поступления кислорода приводит к кислородному голоданию и к замедлению окислительных процессов.

Единственной тканью, в которой имеются запасы кислорода, является мышечная ткань . Роль депо кислорода играет пигмент миоглобин , способный обратимо связывать кислород. Однако содержание миоглобина в

По-украински

ДИХАННЯ ТКАНИННЕ

Дихання тканинне (синонім клітинне дихання) - сукупність окислювально-відновних процесів в клітинах, органах і тканинах, що протікають за участю молекулярного кисню і супроводжуються запасанням енергії у фосфорильной зв'язку молекул АТФ. Тканинне дихання є найважливішою частиною обміну речовин і енергії в організмі. В результаті Д. т.

за участю специфічних ферментів відбувається окислювальний розпад великих органічних молекул - субстратів дихання - до простіших і кінець кінцем до СО2 і Н2О з вивільненням енергії. Принциповою відмінністю Д. т. від інших процесів, що протікають з поглинанням кисню (наприклад, від перекисного окислення ліпідів), являється запасання енергії у формі АТФ, не характерне для інших аеробних процесів.

Процес тканинного дихання не можна рахувати тотожним процесам біологічного окислення (ферментативним процесам окислення різних субстратів, що протікають в тваринах, рослинних і мікробних клітинах), оскільки значна частина таких окислювальних перетворень в організмі відбувається в анаеробних умовах, тобто без участі молекулярного кисню, на відміну від Д. т.

Велика частина енергії в аеробних клітинах утворюється завдяки Д. т., і кількість енергії, що утворюється, залежить від його інтенсивності. Інтенсивність Д. т. визначається швидкістю поглинання кисню на одиницю маси тканини; у нормі вона обумовлена потребою тканини в енергії. Інтенсивність Д. т.

найбільш висока в сітківці ока, бруньках, печінці; вона значна в слизовій оболонці кишковика, щитовидній залозі, яєчках, корі головного мозку, гіпофізі, селезінці, кістковому мозку, легенях, плаценті, вилочковой залозі, підшлунковій залозі, діафрагмі, серці, скелетному м'язі, що знаходиться в стані спокою. У шкірі, рогівці і кришталику ока інтенсивність Д. т. невелика. Гормони щитовидної залози, жирні кислоти і інші біологічно активні речовини здатні активізувати тканинне дихання.

Інтенсивність Д. т. визначають полярографически (см Полярографія) або манометричним методом в апараті Варбурга. У останньому випадку для характеристики Д. т. використовують так званий дихальний коефіцієнт - відношення об'єму вуглекислого газу, що виділився, до об'єму кисню, поглиненого певною кількістю досліджуваної тканини за певний проміжок часу.

Субстратами Д. т. є продукти перетворення жирів, білків і вуглеводів (див. Азотистий обмін, Жировий обмін, Вуглеводний обмін), що поступають з їжею, з яких в результаті відповідних метаболічних процесів утворюється невелике число з'єднань, вступаючих в цикл трикарбоновых кислот - найважливіший метаболічний цикл у аеробних організмів, в якому речовини, що залучаються до нього, зазнають повне окислення.

Цикл трикарбоновых кислот є послідовністю реакцій, що об'єднують кінцеві стадії метаболізму білків, жирів і вуглеводів і що забезпечують відновними еквівалентами (атомами водню або електронами, що передаються від речовин-донорів речовинам-акцепторам; у аеробів кінцевим акцептором відновних еквівалентів є кисень) дихальний ланцюг в мітохондріях (мітохондріальне дихання).

У мітохондріях відбувається хімічна реакція відновлення кисню і зв'язане з цим процесом запасання енергії у виді АТФ, що утворюється з АДФ і неорганічного фосфату. Процес синтезу молекули АТФ або АДФ за рахунок енергії окислення різних субстратів називається окислювальним, або дихальним фосфорилюванням. У нормі мітохондріальне дихання завжди зв'язане з фосфорилюванням, що пов'язано з регуляцією швидкості окислення харчових речовин потребою клітини в корисній енергії.

При деяких діях на організм або тканини (наприклад, при переохолодженні) відбувається так зване відокремлення окислення і фосфорилювання, що призводить до розсіювання енергії, яка не фіксується у вигляді фосфорильной зв'язку молекули АТФ, а набирає вигляду теплової енергії. Роз'єднуючу дію мають також гормони щитовидної залози, жирні кислоти, 2,4-динитрофенол, дикумарин і деякі інші речовини.

Тканинне дихання в енергетичному відношенні значно вигідніше для організму, чим анаеробні окислювальні перетворення поживних речовин, наприклад гліколіз. У людини і вищих тварин близько 2/3 усіх енергії, що отримується з харчових речовин, звільняється в циклі трикарбоновых кислот. Так, при повному окисленні 1 молекули глюкози до СО2 і Н2О запасається 36 молекул АТФ, з яких лише 2 молекули утворюються в процесі гліколізу.

-----------------------------------------------------

ТКАНИННЕ ДИХАННЯ

ТКАНИННЕ ДИХАННЯ

Зміст

Дихання тканинне : введення

Дихання тканинне : біологічне окислення в мітохондріях

Дихання тканинне : потреба в кисні

Дихання тканинне : запаси кисню

Дихання тканинне : кисневе голодування

Дихання тканинне : введення

Тканинним диханням називається обмін дихальних газів, що відбувається при біологічному окисленні поживних речовин в тканинах. В ході окислювальних процесів клітини поглинають з капілярів кисень і виділяють кінцевий продукт метаболізму - вуглекислий газ.

Дихання тканинне : біологічне окислення в мітохондріях

Біологічне окислення поживних речовин відбувається в мітохондріях . У них були виявлені ферменти, що беруть участь в циклі лимонної кислоти, дихального ланцюга, окислювального фосфорилювання, в розщеплюванні жирних кислот і ряду амінокислот ( мал. 21-1 ).

Дихання тканинне : потреба в кисні

Потреби тканин в кисні залежать від функціонального стану клітин, що входять до її складу. Швидкість споживання кисню зазвичай виражається в мл кисню на 1 г ваги в хвилину . В стані спокою кисень відносно інтенсивно поглинається міокардом, сірою речовиною головного мозку (зокрема, корою головного мозку ), печінкою і кірковою речовиною бруньок . У теж час скелетні м'язи, селезінка і біла речовина головного мозку у спокої споживають мало кисню.

При збільшенні активності якого-небудь органу потреба його в кисні збільшується. При фізичному навантаженні споживання кисню міокардом може збільшитися в 3 - 4 рази, а працюючими скелетними м'язами - більш ніж в 20 - 50 разів в порівнянні із спокоєм. Споживання кисню бруньками зростає при збільшенні інтенсивності реабсорбції іонів натрію .

Кількість кисню, яку клітини можуть використати для окислювальних процесів, залежить від конвекційного перенесення кисню кров'ю і дифузії кисню з капілярів в тканині. Оскільки єдиним запасом кисню у більшості тканин служить його фізично розчинена фракція, зниження вступу кисню призводить до кисневого голодування і до уповільнення окислювальних процесів.

Єдиною тканиною, в якій є запаси кисню, є м'язова тканина . Роль депо кисню грає пігмент міоглобін, здатний оборотно зв'язувати кисень. Проте зміст міоглобіну в м'язах людини невеликий, так