Кислород в тканевом дыхании

Потребление кислорода тканями зависит от интенсивности реакций тканевого дыхания. Наибольшей скоростью тканевого дыхания характеризуются почки, мозг, печень, наименьшей—кожа, мышечная ткань (в покое). Уравнение (2) описывает суммарный результат многоступенчатого процесса, приводящего к образованию молочной кислоты (см. главу 10) и протекающего без участия кислорода [c.307]

За сутки человек потребляет около 550 л (24,75 моля) кислорода. Если считать, что в тканевом дыхании за этот период восстанавливается 40 г атомов кислорода (20 молей), а величину Р/О принять за 2,5, то в митохондриях должно синтезироваться 100 молей, или около 50 кг АТФ При этом часть энергии окисления субстратов расходуется на совершение полезной работы, не превращаясь в АТФ (см. рис. 9.6). [c.313]

Авторы полярографического метода исследования напряжения кислорода в тканях живых организмов считают предлагаемый метод чувствительным тестом для веществ, вызывающих нарушение тканевого дыхания. [c.231]

Общий характер действия на теплокровных. Циановодород вызывает быстрое удушение из-за блокирования дыхательных ферментов и расстройства тканевого дыхания. Так же действуют все цианистые соединения, способные отщеплять H N и образовывать ион N . При остром отравлении H N в первую очередь страдают дыхательный и сосудодвигательный центры (сначала углубление дыхания и повышение кровяного давления, затем паралич дыхания и резкое падение кровяного давления). Цианиды ингибируют окислительное фосфорилирование и энергетические процессы в нервных клетках, а такл<е угнетают ферменты, катализирующие биотрансформацию ряда аминокислот — гистидина, триптофана, тирозина, О резком понижении способности тканей потреблять кислород свидетельствует [c.332]

Как мы видели (стр. 225), углекислота образуется при тканевом дыхании а и а э р о б п о, без присоединения вдыхаемого кислорода к углероду субстрата (частью за счет кислорода самого субстрата, частью за счет кислорода воды). [c.234]

В действительности удалось экспериментально показать, что дегидрогеназы н кодегидрогеназы играют важную роль не только при процессах тканевого дыхания, но и при различных видах анаэробных брожений (спиртовом, молочнокислом и др.). Восстановленная форма кодегидрогеназы может отдавать водород не только флавиновым ферментам и через них кислороду, но и ряду других акцепторов водорода. Роль таких акцепторов водорода могут играть, например, пировиноградная кислота (СНзСОСООН), ацетальдегид (СНзСОН) и другие соединения, возникающие в процессе [c.235]

Общее количество воды, выделяемое из организма через почки, легкие, кожу и кишечник, всегда несколько больше (примерно на /7) объема принятой внутрь воды. Этот факт объясняется тем, что вода, как мы видели, является наряду с углекислотой важнейшим конечным продуктом обмена некоторое количество ее всегда образуется в теле за счет окисления водорода различных субстратов тканевого дыхания кислородом вдыхаемого воздуха,. Особенно большое количество воды образуется эндогенным путем при окислении жиров, которые в процентном отношении содержат много водорода и мало кислорода. У некоторых видов наземных животных — обитателей безводных пустынь — использование этой эндогенной воды имеет особенно важное значение. [c.387]

В нормальных физиологических условиях, т. е. при достаточном снабжении мышцы артериальной кровью и кислородом, мышца в конечном итоге работает за счет энергии окислительных процессов (тканевого дыхания). Можно сказать, что обмен веществ в мышце служит лишь для постоянной зарядки анаэробно действующего сократительного механизма. [c.428]

Однако наиболее важное значение, несомненно, имеет ресинтез АТФ в процессе тканевого дыхания, точнее при миграции электронов и протонов от субстрата окисления через цепь дыхательных катализаторов к кислороду [c.248]

При анаэробном брожении эти акцепторы водорода, как уже указывалось, восстанавливаются с образованием конечного продукта брожения (молочной кислоты, этилового спирта и т. д.). В аэробных же условиях водород НАД. На перехватывается системой дыхательных катализаторов и направляется к кислороду, соединяясь с которым, образует воду (см. главу Тканевое дыхание ). [c.272]

Химическое строение активной формы уксусной кислоты долгое время оставалось неясным только в последние годы удалось расшифровать структуру этого соединения. Вместе с тем был выяснен и механизм окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты у некоторых микроорганизмов. [Установлено, что декарбоксилирование пировиноградной кислоты, сопровождающееся поглощением кислорода, катализируется сложной системой, в состав которой входит особая дегидрогеназа, коферменты (тиаминпирофосфат, липоевая кислота, коэнзим А, НАД) и система ферментов — катализаторов тканевого дыхания. Вся эта система локализована в митохондриях. [c.274]

В нормальных физиологических условиях, т. е. при достаточном снабжении мышцы артериальной кровью и кислородом, мышца в конечном итоге работает за счет энергии окислительных процессов (тканевого дыхания). Можно сказать, что обмен веществ в мышце служит лишь для постоянной зарядки анаэробно действующего сократительного механизма. Процессы дыхания (энергетически наиболее эффективного вида обмена), гликолиза и дефосфорилирования креатинфосфата связаны, однако, не только с ресинтезом АТФ, но и друг с другом. Так, при достаточном доступе кислорода в мышечной ткани постоянно происходит ресинтез как АТФ, так и креатинфосфата (и креатина). [c.452]

В процессе тканевого дыхания образуется не только вода, но и перекись водорода. Последняя ядовита, и для ее устранения организм располагает ферментом, разрушающим перекись водорода на воду и молекулярный кислород. Этот фермент называется каталазой. [c.123]

Когда организм не получает достаточного количества кислорода, нарушается процесс тканевого дыхания. В первую очередь это нарушение сказывается на органах центральной нервной системы, кислородная недостаточность поражает кору головного мозга, начинается расстройство высшей нервной деятельности. [c.55]

При окислении углеводородов в качестве катализаторов обычно применяют органические соли кобальта, марганца, железа, меди, хрома, свинца, никеля. Солевые катализаторы не только широко применяют в лабораторной практике, но и используют при осуществлении различных технологических процессов. Перманганат калия, например, служит катализатором окисления парафина кислородом воздуха в производстве жирных кислот ацетаты кобальта и марганца используют в качестве катализаторов при окислении ацетальдегида в уксусную кислоту и уксусный ангидрид. Катализаторы позволяют проводить окисление при более низкой температуре, т. е. в более мягких условиях, и таким образом уменьшают количество нежелательных продуктов глубокого окисления. Изучение механизма катализа металлами переменной валентности в реакциях окисления представляет определенный интерес и для биохимии, так как металлы переменной валентности входят в состав многих ферментов. Например, цитохромы (ферменты, принимающие участие в тканевом дыхании) содержат атомы железа. [c.204]

Для кроветворения и тканевого дыхания необходимо железо, входящее в состав гемоглобина крови и миоглобина мышц. ЭтоТ элемент переносит кислород в организме. Особенно богаты железом, причем в хорошо усвояемой форме, печень, мясо, рыба, икра, яблоки, смородина, гранаты. Однако некоторые медики в последние годы высказывали мнение, что железо усваивается организмом человека лишь из продуктов животного происхождения. [c.54]

Железо входит в состап соединений, принимающих участие п транспортировке кислорода (гемоглобин, мио-1 лобин) и процессах тканевого дыхании (пероксидаза, каталаза, цитохромы). [c.257]

Вывод о том, что субстраты окисляются путем дегидрирования, обычно связывают с именем Виланда. В период с 1912 по 1922 гг. он показал, что процессы внутриклеточного дыхания могут осуществляться и в отсутствие кислорода, но при наличии различных синтетических красителей, например метиленового синего. Последующие эксперименты (гл. 8, разд. 3) привели к выделению растворимых пиридиннуклеотидов и флавопротеидов и к развитию представлений о наличии цепи переноса электронов. Изучая процессы на другом конце дыхательной цепи, Варбург отметил (1908 г.), что все аэробные клетки содержат железо. Более того, оказалось что железосодержащий уголь, полученный сжиганием крови, катализирует неферментативное окисление многих веществ, тогда как не содержащий железа уголь из тростникового сахара такими свойствами не обладает. Было обнаружено, что тканевое дыхание ингибируют такие же низкие концентрации цианида, какие нужны для ингибирования неферментативного каталитического действия солей железа. Исходя из этих наблюдений, Варбург в 1925 г. предположил, что в аэробных клетках имеется железосодержащий дыхательный фермент (Atmungsferment) позднее он был назван цитохромоксидазой. Было показано, что этот фермент ингибируется окисью углерода. [c.362]

Особую группу ферментов составляют надмолекулярные (или мультимолекулярные) ферментные комплексы, в состав которых входят не субъединицы (в каталитическом отношении однотипные протомеры), а разные ферменты, катализирующие последовательные ступени превращения какого-либо субстрата. Отличительными особенностями подобных муль-тиферментных комплексов являются прочность ассоциации ферментов и определенная последовательность прохождения промежуточных стадий во времени, обусловленная порядком расположения каталитически активных (различных) белков в пространстве ( путь превращения в пространстве и времени). Типичными примерами подобных мультиферментных комплексов являются пируватдегидрогеназа и а-кетоглутаратдегидрогеназа, катализирующие соответственно окислительное декарбоксилирование пировиноградной и а-кетоглутаровой кислот в животных тканях (см. главу 10), и синтетаза высших жирных кислот (см. главу 11). Молекулярные массы этих комплексов в зависимости от источника их происхождения варьируют от 2,3 10 до 10 10 Ассоциация отдельных ферментов в единый недиссоциирующий комплекс имеет определенный биологический смысл и ряд преимуществ. В частности, при этом резко сокращаются расстояния, на которые молекулы промежуточных продуктов должны перемещаться при действии изолированных ферментов. Ряд таких мультиферментных комплексов, иногда называемых ферментными ансамблями, структурно связан с какой-либо органеллой (рибосомы, митохондрии) или с биомембраной и составляет высокоорганизованные надмолекулярные системы, обеспечивающие жизненно важные функции, например тканевое дыхание (перенос электронов от субстратов к кислороду через систему дыхательных ферментов). [c.129]

Тканевое дыхание и биологическое окисление. Расиад органических соединений в живых тканях, сопровождающийся потреблением молекулярного кислорода и приводящий к вьщелению углекислого газа и воды и образованию биологических видов энергии, называется тканевым дыханием. Тканевое дыхание представляют как конечный этап пути превращений моносахаров (в основном глюкозы) до указанных конечных продуктов, в который на разных стадиях включаются другие сахара и их производные, а также промежуточные продукты распада липидов (жирные кислоты), белков (аминокислоты) и нуклеиновых оснований. Итоговая реакция тканевого дыхания будет выглядеть следующим образом [c.306]

В процессах тканевого дыхания наиболее важную роль играют цитохромы h, С , с, а и (Я,. Цитохром представляет собой терминальный участок дыхательной цепи — цитохромоксидазу, которая осуществляет окисление цитохрома с и образование воды. Элементарный акт представляет собой двухэлектронное восстановление одного атома кислорода, т.е. каждая молекула кислорода одновременно взаимодействует с двумя электрон-транспортными цепями. При транспорте каждой пары электронов во внутримитохондриальном пространстве может накапливаться до б протонов (рис. 9.8). [c.310]

Тканевое дыхание — завершающий этап биологического окисления, в результате которого происходит перенос водорода (протонов, электронов) от НАД-Н и НАДФ-Н (возникающих прн первичном акцептировании водорода субстратов — кислот, компонентов цикла трикарбоновых кислот и других реакций) на молекулярный кислород. Процесс переноса водорода осуществляется при каталитическом участии ферментов цепи дыхания, в которой НАД является первичным звеном [c.321]

В процессе тканевого дыхания, при переносе электронов и протонов от субстрата окисления через цепь дыхательных катализаторов к кислороду, происходит освобождение энергии, за счет которой ресинтезируется АТФ из АДФ и неор- [c.229]

Аэробные организмы, к которым относятся млекопитающие, получают большую часть энергии за счет биологического окисления, при котором электроны переносятся от органических молекул на молекулу кислорода. Этот перенос совершается длинной цепью ферментов — промежуточных переносчиков электронов (ЦПЭ), функционирующих в форме высокоорганизованных комплексов, прочно связанных с внутренней мембраной митохондрий. Значительная часть свободной энергии электронов запасается при этом в форме энергии фосфатной связи АТФ (окислительное фосфорилироваыие). Все ферменты биологического окисления, или тканевого дыхания, относятся к классу оксидоредуктаз. По химической структуре эти ферменты являются сложными белками. Присутствие окислительно-восстановительных ферментов в тканях и биологических жидкостях может быть обнаружено по их действию на соответствующие субстраты. При изучении действия окислительно-восстановительных ферментов результаты исследования оформляют в виде таблицы [c.111]

Токсическое действие. При остром отравлении токсическое действие СО обусловлено как уменьшением доставки кислорода, так и нарушением тканевого дыхания и снижением потребления тканями кислорода. СО соединяется с железосодержащими биохимическими системами тканей, не только с гемоглобином, но и с миоглобином. Сродство СО к миоглобину меньше, чем к гемоглобину, но сродство миоглобина мышц млекопитающих к СО в 25-50 раз выше, чем к кислороду. При тяжелых отравлениях около 25 % миоглобина может быть связано с СО, а содержание карбоксимиоглобина в мышцах достигает 35 %. СО соединяется с цитохромом и цитохромоксидазой, с восстановленной формой пероксидазы (давая соединение, напоминающее карбоксигемоглобин) и с каталазой угнетает активность тирозиназы и сукцинатдегидрогеназы в печени, сердце и в мозге. В ряде острых отравлений СО смерть наступала при относительно невысоком содержании СОНЬ (45-55 %). Хроническое отравление СО может развиваться без аноксемии. СО влияет на углеводный обмен, усиливая распад гликогена в печени, нарушая утилизацию глюкозы, повышая уровень сахара в крови и в ликворе и вызывая появление сахара в моче. Особо чувствительны к интоксикации СО молодые люди и беременные женщины. Тяжело переносят отравление алкоголики, курящие и лица с заболеваниями системы кровообращения и др. При резкой анемии возможна смерть даже при действии относительно невысоких концентраций СО. [c.505]

Токсическое действие. Циановодород вызывает быстрое удушение из-за блокирования дыхательных ферментов и расстройства тканевого дыхания. Так же действуют все цианистые соединения, способные отщеплять НСН и образовывать ион СН . При остром отравлении НСН в первую очередь страдают дыхательный и сосудодвигательный центры (сначала углубление дыхания и повышение кровяного давлегшя, затем паралич дыхания и резкое падение кровяного давления). Цианиды ингибируют окислительное фосфорилирование и энергетические процессы в нервных клетках, а также угнетают ферменты, катализирующие биотрансформацию ряда аминокислот — гистидина, триптофана, тирозина. О резком понижении способности тканей потреблять кислород свидетельствует алая окраска крови в венах. В первый момент отравления решающим является кислородное голодание тканей, в дальнейшем же могут развиваться дегенеративные изменения в ЦНС. При хроническом воздействии НСН в картине отравления важную роль играет угнетение продукции гормона щитовидной железы, вызываемое не пен, а образующимися из него роданистыми соединениями. Чувствительность организма к острому действию цианидов связана с уровнем потребления кислорода при низком его уровне (например, при зимней спячке) резко повышается устойчивость к интоксикации, что связано с понижением температуры тела и повышением резистентности к гипоксии вообще. НСН обладает кожно-резорбтивным действием. [c.513]

Выделение окиси углерода в окружающую среду и связанная с этим опасность интоксикации может возникнуть в химических лабораториях при неполном сгорании газов, органических веществ, подвергаемых сожжению, при приготовлении сплавов, при проведении синтезов, где окись углерода является исходным про-дз ктом или продуктом разложения. В основе действия окиси углерода на организм лежит ее высокое сродство к двухвалентному железу гемоглобина, в 200—300 раз превышающее сродство железа к кислороду. Вследствие этого окись углерода вытесняет кислород из гемоглобина и образует карбоксигемоглобин — недеятельную форму гемоглобина, что ведет к нарушению транспорта кислорода, развитию кислородной недостаточности и угнетению тканевого дыхания. [c.80]

Кроме переноса кислорода от легких к тканям гемоглобин осуществляет перенос двух конечных продуктов тканевого дыхания, Н и СО2, доставляемых из тканей к легким и почкам-двум органам, обеспечивающим выделение этих продуктов. В клетках периферических тканей органическое топливо окисляется в митохондриях с использованием кислорода, доставляемого гемоглобином из легких при этом в качестве продуктов образуются углекислый газ, вода и другие соединения. Образование СО2 приводит к повышению в тканях концентрации ионов (т.е. к понижению pH), поскольку при гидратации СО2 образуется Н2СО3-слабая кислота, диссоциирующая на ионы Н" и бикарбонат-ионы [c.208]

К группе оксидаз относятся и ферменты, выполняющие роль переносчиков электронов. Их простетические группы содержат атомы металлов, способных легко изменять свою ва,лентность. Так, например, механизм действия цитохромоксидазы сводится к переброске электронов от одного из цитохромов (стр. 232) на молекулярный кислород. Цитохром-оксидаза играет при этом роль промежуточного акцептора-донатора электронов. Эти истинные оксидазы не могут служить промежуточными переносчиками протонов. Более подробно указанный вопрос рассматривается в главе Тканевое дыхание в разделе Металлофлавопро-теиды и Цитохромы . [c.130]

В. И. Палладину удалось показать, что ряд субстратов, под вергающихся при дыхании тканей на воздухе окислению, может быть окислен и без кислорода, т. е. в анаэробных условиях. В этом случае необходимо вместо кислорода вносить определенные химические вещества, способные, как теперь говорят, играть при тканевом дыхании роль акцепторов электронов и протонов (т. е. водорода) и удовлетворяющие некоторым термодинамическим требованиям. Многие органические кислоты, сахара и другие веще- [c.219]

Считается, что на молекулу О2 при тканевом дыхании может перебрасываться не 2, а 4 электрона. В этом случае образующийся ион кислорода связывает уже не 2, а 4 протона и продуктом реакции является не НаОа, а вода 4Н + +- 0 Г->2Н20. Тогда уравнение реакции дегидрирования принимает такой вид [c.224]

Субстраты, окисляюгциеся в тканях, постепенно дегидрируются, т. е. теряют под влиянием различных последовательно включающихся в окислительный процесс дегидрогеназ атомы водорода. При аэробном окислении водород, проходя через ряд промежуточных переносчиков, встречается с кислородом, получающим электроны через цитохромную систему. Соединение водорода с кислородом приводит к образованию одного из конечных продуктов дыхания — воды. Субстрат, присоединяя воду и теряя водород, превращается в конце концов в соединение, имеющее характер кетокислоты. К числу кетокислот, образующихся при окислении различных субстратов в организме, относятся пировиноградная кислота, щавелевоуксусная, кетоглютаровая и др. Кетокислоты, подвергаясь частью окислительному декарбоксилированию, частью [3-декарбоксилиро-ванию, распадаются с отщеплением СО2. Остающаяся часть окисляемой молекулы вновь подвергается тем же превращениям, сопровождающимся отщеплением водорода и образованием воды, присоединением воды и анаэробным образованием СОа. Таким образом, образование Н2О и СО2 при тканевом дыхании является результатом чередующихся дегидрирований и декар-боксилирований субстрата дыхания. Именно так окисляются все важнейшие субстраты тканевого дыхания. Азотистые вещества, например аминокислоты, окисляются таким же образом, но имеющийся в этих соединениях азот в процессе окисления отщепляется в форме аммиака или переносится на соответствующие акцепторы аминных групп (стр. 332). Более конкретно механизм окисления ряда промежуточных продуктов аэробного обмена рассматривается на стр. 258,291. [c.237]

Цитохромы, К классу оксидоредуктаз относятся и ферменты, выполняющие роль переносчиков электронов (например цитохромоксидаза). Механизм действия цитохромоксидазы сводится к переброске электронов от одного из цитохромов на молекулярный кислород (стр. 245). Цитохромоксидаза играет при этом роль промежуточного акцептора — донора (донатора) электронов. Более подробно указанный вопрос рассматривается в главе Тканевое дыхание в разделе Цитохромы и Металлофлавопротеиды . [c.139]

Кровь состоит из жидкой части — плазмы и взвешенных в ней форменных элементов, среди которых в первую очередь следует упомянуть эритроциты. Эритроциты содержат хромопротеид — гемоглобин, образующий с кислородом оксигемоглобин. Оксигемоглобин при понижении парциального давления кислорода легко диссоциирует на кислород и гемоглобин. Последний в крови, протекающей через легкие, превращается в оксигемоглобин, который доставляется в капиляры тканей, где распадается на кислород и гемоглобин. Кислород используется в процессе тканевого дыхания, а гемоглобин вновь поступает в легкие. [c.220]

Оксидазы — ферменты, катализирующие реакции переноса водорода иди электронов непосредственно на кислородные атомы. Относятся к классу оксидоредуктаз н называются еще аэробными дегидрогеназами. Основным путем переноса водорода и электронов в клетке является дыхательная цепь, где важнейшую роль в завершении процесса тканевого дыхания играет цйтохромоксидаза. Электроны от восстановленной формы цитохромоксидазы переходят на молекулы кислорода. Молекулярный кислород, присоединивший электроны, превращается в отрицательно заряженный ион. С отрицательно заряженным (активированным) кислородом соединяются положительно заряженные протоны водорода, которые образовались при отщеплении от водорода" электронов и находятся в растворе. В результате образуется молекула воды. [c.118]

Примером этого может служить спиртовое брожение в дрожжевых клетках, в процессе которого водородные атомы переносятся с фосфоглицеринового альдегида на ацетальдегид с образованием этилового спирта. Этот процесс протекает без участия атмосферного кислорода и поэтому называется анаэробным. Анаэробные процессы окисления имеют место и в организмах высших животных и человека. К ним относится прежде всего гликолиз, обмен глицерина, окислительное дезаминирование некоторых аминокислот и многие другие процессы. Однако решающее значение для жизнедеятельности высших организмов имеют процессы аэробного окисления, в которых водород через целый ряд промежуточных соединеннй передается на молекулярный атмосферный кислород с образованием воды. Окислительные процессы, протекающие с участием атмосферного кислорода, осуществляются до конца, т. е. с максимальным высвобождением энергии окисляющегося субстракта. Это — характерная черта обмена веществ у высших организмов. В реакциях биологического окисления субстрактов отщепляющийся водород соединяется с атмосферным кислородом. Поэтому такие процессы получили название тканевого дыхания. Таким образом, разница между анаэ- [c.192]

В живых организмах многообразные химические превраш,е-ния протекают на поверхностях высокоспециализированных катализаторов — ферментов. Все исследованные до настоя-ш,его времени ферменты в химическом отношении представляют собой либо чистые белки, либо сложные белки с небелковыми иростетическими группами. Таким образом, биокатализ является по существу гетерогенным катализом на поверхностях белковых макромолекул. Рассмотрим, например, схему процессов тканевого дыхания, образующих так называемый главный путь окисления веществ в клетках и являющихся основным источником энергии, необходимой для жизнедеятельности. Суммарная реакция в конечном итоге приводит к переносу водорода окисляемого субстрата к кислороду воздуха и образованию воды однако она разбивается на множество отдельных ступеней, сопровождающихся постепенным пони кением потенциала системы. Часть этих стадий сводится к переносу [c.306]

Легкие ионы отрицательной полярности и гидроионы, являющиеся носителями преимущественно отрицательных зарядов, нормализуют артериальное давление, состав и физико-химические свойства крови, тканевое дыхание, обмен витаминов,-функции центральной и периферической нервной системы. Установлена способность отрицательных ионов нормализовать деятельность головного мозга, повышать устойчивость организма к недостатку кислорода, охлаждению, бактериальной интокси- [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология