زنجیره تنفسی: عملکرد ، نقش و بیماریها

زنجیره تنفسی نامی است که به مجموعه ای از مراحل انتقال الکترون داده می شود (واکنش های اکسیداسیون) در متابولیسم سلولهای تقریباً تمام موجودات زنده. در انتهای زنجیره تنفسی ، که در میتوکندری، نیروگاه های سلول ، ATP (آدنوزین تری فسفات) و آب (H2O) تولید می شود. ATP حاوی انرژی ذخیره شده ای است که می تواند در فواصل کوتاه منتقل شود که از زنجیره تنفسی ناشی می شود و برای فرآیندهای متابولیکی گرمازا یا انرژی زا در دسترس است.

زنجیره تنفسی چیست؟

ATP و آب در انتهای زنجیره تنفسی تولید می شوند که در میتوکندری، نیروگاه های سلول به عنوان بخشی از تنفس سلولی ، زنجیره تنفسی شامل زنجیره ای از ترتیب است واکنش های اکسیداسیونواکنش های اهدا کننده الکترون و پذیرنده الکترون که توسط آنالیز کنترل می شوند آنزیم ها. روند کلی بسیار گرمازا ، که مربوط به احتراق است هیدروژن به آب (واکنش اکسی هیدروژن) ، در غیر این صورت سلول ها را از نظر حرارتی از بین می برد یا حتی باعث منفجر شدن آنها می شود. زنجیره تنفسی در غشای داخلی محل قرار می گیرد میتوکندری در چهار مجتمع ردوکس پی در پی: الکترونهایی که به مرحله بعدی منتقل می شوند ، هر بخشی از انرژی خود را آزاد می کنند. در همان زمان ، به دلیل آزاد شدن پروتون ها (H +) در فضای بین غشای داخلی و خارجی (فضای بین غشایی) میتوکندری ، یک شیب پروتون ایجاد می شود. پروتون ها سعی می کنند از ناحیه بالا مهاجرت کنند غلظت به منطقه با غلظت کم - در این مورد غشای داخلی. این فقط در رابطه با آنزیم ATP سنتاز ، یک پروتئین تونل ، کار می کند. در حین عبور از پروتئین تونل ، پروتون ها انرژی آزاد می کنند که در جریان فسفوریلاسیون اکسیداتیو ADP به ATP تبدیل می شود (آدنوزین دی فسفات) و غیر آلی فسفات. ATP تقریباً برای تمام فرآیندهای متابولیکی مصرف کننده انرژی در بدن به عنوان یک حامل انرژی قادر مطلق عمل می کند. وقتی انرژی در فرآیندهای متابولیکی استفاده می شود ، با تجزیه گرمازا به ADP تبدیل می شود فسفات گروه.

کارکرد و وظیفه

زنجیره تنفسی وظیفه و عملکرد آن ، همراه با چرخه سیترات که در میتوکندری نیز اتفاق می افتد ، تأمین انرژی قابل استفاده در بدن به مقدار کافی است. در نهایت ، فرایندهای تخریب اجزای غذایی گروه های ماده کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها رهبری در آخرین قسمت از فرایندهای تخریب به زنجیره تنفسی ، که در آن انرژی موجود در اجزای غذایی به صورت ATP قابل استفاده از انرژی در دسترس بدن قرار می گیرد. فواید اصلی برای متابولیسم انسان این است که انرژی شیمیایی موجود در اجزای مواد غذایی به طور انحصاری و غیرقابل کنترل به انرژی گرمایی تبدیل نمی شود ، بلکه به صورت ATP ذخیره می شود. ATP به بدن این امکان را می دهد تا در صورت لزوم از انرژی ذخیره شده به صورت متغیر زمانی و مکانی استفاده کند. تقریباً تمام فرآیندهای متابولیکی مصرف کننده انرژی به ATP به عنوان یک منبع انرژی متکی هستند. زنجیره تنفسی شامل چهار به اصطلاح مجتمع (I ، II ، III ، IV) و بعلاوه بعنوان آخرین مرحله فسفوریلاسیون ADP به ATP است که توسط برخی نویسندگان V پیچیده نیز نامیده می شود. در هر دو زنجیره انتقال الکترون I و II ، کمپلکس های آنزیمی مربوط به یوبی کوینون ، NAD / NADH (دی نوکلئوتید آدنین نیکوتینامید) و FAD (دینوکلئوتید آدنین فلاوین) نقش مهمی دارند. فرآیندهای موجود در مجتمع های III و IV نیز با مشارکت ubiquinol یا ubiquinone اکسید شده و c اکسیداز سیتوکروم رخ می دهد که به سیتوکروم c اکسید می شود. همزمان، اکسیژن با افزودن یونهای H + به آب (H2O) تبدیل می شود. زنجیره تنفسی را می توان نوعی چرخه باز دانست که در آن کاتالیزورهای آنزیمی درگیر دائماً در حال تولید و مداخله مجدد در چرخه متابولیسم هستند. به نظر می رسد این به ویژه برای بازیافت کامل بیوکاتالیست ها برای متابولیسم بدن بسیار کارآمد و به ویژه با توجه به استفاده از منابع کارآمد است (آنزیم ها) گرفتار.

بیماری ها و بیماری ها

زنجیره تنفسی شامل مجموعه ای از انتقال الکترون است که شامل بسیاری از مواد و مهمتر از همه فرآیندهای آنزیمی پیچیده در نوعی فرایند بیوکاتالیستی است. اگر هر یک از این فرایندها مختل شود ، زنجیره تنفسی می تواند مختل شود یا در موارد شدید ، کاملاً خاموش شود. در اصل ، تعدادی نقص ژنتیکی نیز می تواند در مجموعه کروموزوم ها یا نقص ژنتیکی به طور انحصاری در DNA میتوکندری جداگانه. اگر نقص ژنتیکی میتوکندری وجود داشته باشد ، ممکن است منحصراً از مادر منشأ گرفته باشد ، زیرا DNA میتوکندری جداگانه نر منحصراً در دم نطفه، که ، با این حال ، قبل از نفوذ اسپرم به تخمک رد و دفع می شود. فراتر از اختلالات تعیین شده ژنتیکی در روند زنجیره تنفسی ، اختلالات اکتسابی نیز ممکن است ، که به عنوان مثال توسط مهارکننده های طبیعی یا مصنوعی زنجیره تنفسی ایجاد می شود. تعدادی از مواد شناخته شده است که زنجیره تنفسی را در یک مکان مشخص مهار می کند ، به طوری که زنجیره تنفسی کاملاً قطع می شود یا فقط ناکافی عمل می کند. سایر مواد به اصطلاح جداکننده (پروتونوفورها) عمل می کنند ، که باعث می شود مراحل اکسیداسیون بسیار سریعتر و سریعتر انجام شود. رهبری به افزایش یافته است اکسیژن تقاضا در اینجا نیز جداکننده های طبیعی و مصنوعی وجود دارد. مقداری آنتی بیوتیک ها و به عنوان مثال قارچ کش ها به عنوان بازدارنده عمل می کنند ، برخی از آنها به مجتمع های I ، II یا III حمله می کنند. آنتی بیوتیک الیگومایسین به طور مستقیم روند سنتز ATP را مهار می کند ، در نتیجه با کاهش سنتز ATP کاهش می یابد اکسیژن مصرف. بافت چربی قهوه ای همچنین به عنوان یک اتصال دهنده طبیعی عمل می کند ، که قادر است انرژی را بدون ایجاد انحراف از طریق ATP مستقیماً به گرما تبدیل کند. اختلال در عملکرد در زنجیره تنفسی معمولاً با کاهش عملکرد و همچنین مکرر یا مداوم بروز می کند خستگی و خستگی