ห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจ

เช่น ห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจ เป็นน้ำตกของขั้นตอนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน (ปฏิกิริยารีดอกซ์) ในการเผาผลาญของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ในตอนท้ายของห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียสถานีพลังงานของเซลล์จะมีการผลิต ATP (อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต) และน้ำ (H2O) ATP ประกอบด้วยพลังงานที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งสามารถขนส่งได้ในระยะทางสั้น ๆ ซึ่งมาจากห่วงโซ่ทางเดินหายใจและมีไว้สำหรับการดูดความร้อนเช่นกระบวนการเผาผลาญพลังงานที่ต้องการพลังงาน

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจคืออะไร?

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการหายใจของเซลล์ประกอบด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นทีละลูก ๆ เช่นปฏิกิริยาการบริจาคอิเล็กตรอนและการรับอิเล็กตรอนที่ควบคุมโดยเอนไซม์ กระบวนการคายความร้อนโดยรวมอย่างรุนแรงซึ่งสอดคล้องกับการเผาไหม้ของไฮโดรเจนกับน้ำ (ปฏิกิริยาออกซีไฮโดรเจน) มิฉะนั้นจะทำลายเซลล์ด้วยความร้อนหรือทำให้พวกมันระเบิดได้

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรียในสารประกอบรีดอกซ์ต่อเนื่องสี่ตัว: อิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนไปยังระดับถัดไปแต่ละส่วนจะให้พลังงานออกไปบางส่วน ในเวลาเดียวกันการไล่ระดับสีโปรตอนจะสร้างขึ้นเนื่องจากโปรตอน (H +) ที่ปล่อยออกมาในช่องว่างระหว่างเมมเบรนด้านในและด้านนอก (ช่องว่างระหว่างเมมเบรน) ของไมโทคอนเดรีย โปรตอนพยายามที่จะย้ายจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ - ในกรณีนี้คือเยื่อชั้นใน

ทำงานร่วมกับเอนไซม์ ATP synthase ซึ่งเป็นโปรตีนในอุโมงค์เท่านั้น ในระหว่างทางเดินผ่านโปรตีนในอุโมงค์โปรตอนจะให้พลังงานซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น ATP ในกระบวนการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชันของ ADP (อะดีโนซีนไดฟอสเฟต) และอนินทรีย์ฟอสเฟต ATP ทำหน้าที่เป็นตัวพาพลังงานที่มีอำนาจทุกอย่างสำหรับกระบวนการเผาผลาญพลังงานที่ใช้พลังงานเกือบทั้งหมดในร่างกาย เมื่อพลังงานถูกใช้ในกระบวนการเผาผลาญพลังงานจะถูกแยกย่อยออกเป็น ADP อีกครั้งโดยแยกกลุ่มฟอสเฟตที่คายความร้อนออก

ฟังก์ชันและงาน

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจมีหน้าที่และหน้าที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรกรดซิตริกซึ่งเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียด้วยเพื่อให้ร่างกายมีพลังงานที่ใช้ได้อย่างเพียงพอ ในที่สุดกระบวนการย่อยสลายของส่วนประกอบอาหารของสารกลุ่มคาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีนจะไหลเข้าสู่ห่วงโซ่ทางเดินหายใจในส่วนสุดท้ายของกระบวนการสลายซึ่งพลังงานที่มีอยู่ในส่วนประกอบอาหารจะถูกส่งไปยังร่างกายในรูปแบบของ ATP ที่ใช้งานได้อย่างมีพลัง

ประโยชน์หลักสำหรับการเผาผลาญของมนุษย์คือพลังงานเคมีที่มีอยู่ในส่วนประกอบของอาหารไม่ได้ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนโดยเฉพาะและไม่สามารถควบคุมได้ แต่จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของ ATP ATP ช่วยให้ร่างกายสามารถใช้พลังงานที่เก็บไว้ในเวลาที่ต่างกันและในสถานที่ต่างๆได้ตามต้องการ กระบวนการเผาผลาญที่ใช้พลังงานเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับ ATP ในฐานะผู้จัดหาพลังงาน

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจประกอบด้วยสี่คอมเพล็กซ์ที่เรียกว่า (I, II, III, IV) และในขั้นตอนสุดท้ายคือการฟอสโฟรีเลชันของ ADP เป็น ATP ซึ่งผู้เขียนบางคนเรียกว่าซับซ้อน V. สารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์ที่เชื่อมต่อกับ ubiquinone, NAD / NADH (nicotinamide-adenine-dinucleotide) และ FAD (flavin-adenine-dinucleotide) มีบทบาทสำคัญในห่วงโซ่การถ่ายโอนอิเล็กตรอน 2 ตัวที่ I และ II กระบวนการในคอมเพล็กซ์ III และ IV ยังเกิดขึ้นด้วยการมีส่วนร่วมของ ubiquinol หรือ ubiquinone ที่ออกซิไดซ์และ cytochrome c oxidase ซึ่งออกซิไดซ์เป็น cytochrome c ในเวลาเดียวกันออกซิเจนจะลดลงในน้ำ (H2O) ด้วยการเพิ่ม 2 H + ไอออน

ห่วงโซ่การหายใจสามารถมองได้ว่าเป็นวัฏจักรเปิดชนิดหนึ่งซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องจะสร้างตัวเองใหม่และเข้ามาแทรกแซงอีกครั้งในวัฏจักรของวัสดุ สิ่งนี้กลายเป็นการประหยัดพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเผาผลาญของร่างกายและมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการใช้ทรัพยากรเนื่องจากการรีไซเคิลตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ (เอนไซม์) ที่สมบูรณ์แบบ

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจมีน้ำตกที่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอนซึ่งมีสารหลายชนิดและเหนือสิ่งอื่นใดกระบวนการของเอนไซม์ที่ซับซ้อนเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีวภาพชนิดหนึ่ง หากกระบวนการใดกระบวนการหนึ่งเหล่านี้ถูกรบกวนห่วงโซ่ทางเดินหายใจเองอาจถูกรบกวนหรือในกรณีที่รุนแรงถึงขั้นหยุดนิ่งโดยสิ้นเชิง

โดยหลักการแล้วข้อบกพร่องทางพันธุกรรมหลายประการสามารถเกิดขึ้นได้ในชุดโครโมโซมหรือเช่นเดียวกับข้อบกพร่องทางพันธุกรรมเฉพาะในดีเอ็นเอไมโตคอนเดรียที่แยกจากกัน หากมีข้อบกพร่องทางพันธุกรรมไมโตคอนเดรียสิ่งนี้อาจมาจากแม่เท่านั้นเนื่องจาก DNA ของไมโตคอนเดรียที่แยกจากกันของผู้ชายนั้นอยู่ที่หางของตัวอสุจิเท่านั้นซึ่งจะถูกปฏิเสธและถูกขับออกมาก่อนที่ตัวอสุจิจะเข้าไปในไข่

ความผิดปกติที่ได้มายังเป็นไปได้นอกเหนือจากความผิดปกติที่กำหนดโดยพันธุกรรมในระบบทางเดินหายใจ B. เกิดจากสารยับยั้งตามธรรมชาติหรือเทียมของห่วงโซ่ทางเดินหายใจ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีสารหลายชนิดที่ยับยั้งห่วงโซ่ทางเดินหายใจ ณ จุดที่กำหนดเพื่อให้ห่วงโซ่ทางเดินหายใจหยุดชะงักอย่างสมบูรณ์หรือทำงานได้ไม่เพียงพอเท่านั้น สารอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นสิ่งที่เรียกว่า decouplers (โปรตอน) ซึ่งทำให้ขั้นตอนการออกซิเดชั่นทำงานเร็วขึ้นอย่างมากและนำไปสู่ความต้องการออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น ที่นี่ก็มีอุปกรณ์แยกชิ้นส่วนแบบธรรมชาติและแบบเทียม

เป็นสารยับยั้ง z. B. ยาปฏิชีวนะและยาฆ่าเชื้อราบางชนิดที่ใช้เช่น T. โจมตีคอมเพล็กซ์ I, II หรือ III โอลิโกไมซินของยาปฏิชีวนะมีผลยับยั้งโดยตรงต่อกระบวนการสังเคราะห์ ATP ดังนั้นการสังเคราะห์ ATP ที่ลดลงและการใช้ออกซิเจนลดลงจึงเกิดขึ้น เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลยังทำหน้าที่เป็นตัวแยกตามธรรมชาติซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานเป็นความร้อนได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่าน ATP ความผิดปกติของการทำงานในห่วงโซ่ทางเดินหายใจมักจะสังเกตเห็นได้จากประสิทธิภาพที่ลดลงและความเหนื่อยล้าและความเหนื่อยล้าบ่อยๆหรือคงที่