Разделы презентаций


Биологическое окисление 2

Содержание

Содержание:1.Пути утилизации килорода в организме.2. Структура и функции дыхательной цепи (ДЦ) митохондрий. 3.Окислительное фосфорилирование(ОФ)4.Значение тканевого обмена в биоэнергетике5.Микросомальное окисление6.Понятие о перекисных процессах.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1 Биологическое Окисление -2

лекция

Биологическое Окисление -2    лекция 7

Слайд 2Содержание:
1.Пути утилизации килорода в организме.
2. Структура и функции

дыхательной цепи (ДЦ) митохондрий.
3.Окислительное фосфорилирование(ОФ)
4.Значение тканевого обмена в биоэнергетике
5.Микросомальное

окисление
6.Понятие о перекисных процессах.

Содержание:1.Пути утилизации килорода в   организме.2. Структура и функции дыхательной цепи (ДЦ) митохондрий. 3.Окислительное фосфорилирование(ОФ)4.Значение тканевого

Слайд 3Пути утилизации кислорода в организме
В организме существуют три пути потребления

и утилизации кислорода.
1 путь: 90-95% О2 идет на митохондриальное окисление
2

путь: 5-10% О2 идет на микросомальное окисление( в печени при поступлении токсинов)
3 путь: перекисное окисление 2-5%
Пути утилизации кислорода в организмеВ организме существуют три пути потребления и утилизации кислорода.1 путь: 90-95% О2 идет

Слайд 4 В процессе окисления СН3-СО-SКоА в ЦТК, восстановленные формы NADH2

и FADH2, поступают в ДЦ, где энергия электронов и

Н+, трансформируется в энергию макроэргических связей АТФ.
ДЦ - это совокупность дегирогеназ (ДГ), которые транспортируют электроны и Н+. c S( субстратов) на О2.
В процессе окисления СН3-СО-SКоА в ЦТК, восстановленные формы NADH2 и  FADH2, поступают в ДЦ, где

Слайд 7 Принципы функционирования ДЦ основаны на I и

II законах термодинамики.
1 закон- сохранения энергии

2 закон –▲G = ▲ H- Т▲S,
где G-энергия Гиббса

Принципы функционирования ДЦ основаны на  I и  II законах термодинамики.  1 закон-

Слайд 8
Все системы стремятся к состоянию с

минимумом энергии ( Е), выделяющаяся энергия приводит к энтропии.

Движущей силой ДЦ является разность ОВП. Суммарная разность всей ДЦ составляет 1.1 вольта
Все системы стремятся к состоянию с минимумом энергии ( Е), выделяющаяся энергия приводит

Слайд 9
ДЦ- это совокупность дегидрогеназ (ДГ), которые транспортируют электроны и Н+

с субстрата на кислород.
Принципы функционирования ДЦ основаны на I

и II законах термодинамики.
I- закон- сохранения энергии
II- закон. Все системы стремятся к Min энергии; выделяющаяся энергия стремится к энтропии.
Движущей силой ДЦ является разность ОВП. Пункты фосфорилирования- имеют перепад ОВП
ДЦ- это совокупность дегидрогеназ (ДГ), которые транспортируют электроны и Н+ с субстрата на кислород. Принципы функционирования ДЦ

Слайд 10 I -вход- NAD- зависимый, когда
электроны и

Н+ поступают со всех NAD –зависимых реакций

I -вход- NAD- зависимый, когда электроны и Н+ поступают со всех NAD –зависимых реакций

Слайд 11 Электроны, передаваемые НАДН (NADH), не переносятся прямо на

кислород.
Они проходят по меньшей мере десять промежуточных

окислительно-восстановительных систем, большинство из которых это связанные простетические группы в комплексах I, III и IV.
Прежде всего поражает большое число коферментов, принимающих участие в переносе электронов.


Электроны, передаваемые НАДН (NADH), не переносятся прямо на кислород.   Они проходят по меньшей

Слайд 12 Изменение свободной энергии ΔG в реакциях

восстановления зависит только от разности окислительно-восстановительных потенциалов донора и акцептора.

Наличие дополнительных окислительно-восстановительных систем между НАДН и О2 не приводит к изменению свободной энергии реакции

Изменение свободной энергии ΔG в реакциях восстановления зависит только от разности окислительно-восстановительных потенциалов

Слайд 13 В дыхательной цепи электроны переносятся

от НАДН или убихинона (QH2) на О2. Выделяющаяся энергия используется

для создания протонного градиента на внутренней митохондриальной мембране. Синтез АТФ сопряжен с обратным потоком протонов из межмембранного пространства в матрикс.
В дыхательной цепи электроны переносятся от НАДН или убихинона (QH2) на О2.

Слайд 15



H+ + 2e-
Ribose
Adenine
Nicotinamide
Ribose
Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+)
NAD+ + RH2
NADH +

H+ + R
(Ox)
(Red)
(Ox)
(Red)
NADP+
has phosphate
here
NADH + 1/2O2 + H+ NAD+ +

H2O ΔGo’= -220kJ/mol



NAD+

H-
hydride

NADH

OH

C

C

O

H

H+ + 2e-RiboseAdenineNicotinamideRiboseNicotinamide adenine dinucleotide (NAD+)NAD+ + RH2 NADH + H+ + R (Ox)(Red)(Ox)(Red)NADP+has phosphatehereNADH + 1/2O2

Слайд 16

Окисление НАДН (NADH) комплексом I

происходит на внутренней стороне мембраны, а также в матриксе, где

протекает также цитратный цикл и β-окисление — самые важные источники НАДН.

Окисление НАДН (NADH) комплексом I происходит на внутренней стороне мембраны, а также

Слайд 17 В матриксе митохондрий протекают, кроме того, восстановление

O2 и образование АТФ.
Полученный АТФ переносится

по механизму антипорта (против АДФ) в межмембранное пространство откуда через порины проникает в цитоплазму
В матриксе митохондрий протекают, кроме того, восстановление O2 и образование АТФ.

Слайд 18Второй вход FAD –зависимый, кроме указанных на схеме, это еще

и сукцинат ( янтарная кислота)

Второй вход FAD –зависимый, кроме указанных на схеме, это еще и сукцинат ( янтарная кислота)

Слайд 19
Кофермент Q или убихинон гидрофобное соединение, является компонентом клеточных мембран.

Содержится в большой концентрации на наружной поверхности мембран.

Кофермент Q или убихинон гидрофобное соединение, является компонентом клеточных мембран. Содержится в большой концентрации на наружной поверхности

Слайд 212H+ + 2e-
Flavin adenine dinucleotide
Oxidised
Reduced




FAD
FADH2
Flavin
ring
His
FAD is covalently
Linked to enzymes

FAD +

RH2
FADH2 + R

2H+ + 2e-Flavin adenine dinucleotideOxidisedReducedFADFADH2FlavinringHisFAD is covalentlyLinked to enzymesFAD + RH2FADH2 + R

Слайд 23
В комплексе I электроны переносятся от

НАДН на ФМН (FMN), а затем на железосодержащие белки (Fe/S-центры).

Эти окислительно-восстановительные системы стабильны только в составе молекул белков. Они могут содержать от 2 до 6 ионов железа, образующих комплексы различного состава с неорганическим сульфидом и SH-группами остатков цистеина.
В комплексе I электроны переносятся от НАДН на ФМН (FMN), а затем на

Слайд 24
Как уже упоминалось, все комплексы с I

по V интегрированы во внутренней мембране митохондрий, тем не менее

обычно они не контактируют друг с другом, так как электроны переносятся убихиноном и цитохромом с.
Как уже упоминалось, все комплексы с I по V интегрированы во внутренней мембране митохондрий,

Слайд 25
Убихинон благодаря неполярной боковой цепи свободно перемещается в

мембране. Водорастворимый цитохром с находится на внешней стороне внутренней мембраны.

Убихинон благодаря неполярной боковой цепи свободно перемещается в мембране. Водорастворимый цитохром с находится на внешней

Слайд 27
В переносе электронов принимают участие различные типы гемов. Гемы

типа b соответствуют гемоглобинам.

В переносе электронов принимают участие различные типы гемов. Гемы типа b соответствуют гемоглобинам.

Слайд 28
Гем с ковалентно связан с белком, в

то время как тетрапиррольное кольцо гема а изопренилировано и несет

формильную группу. В комплексе IV непосредственно с кислородом взаимодействуют ион меди (CuB) и гем а3.

Гем с ковалентно связан с белком, в то время как тетрапиррольное кольцо гема а

Слайд 31
Перенос протонов комплексами I, III и IV протекает

векторно из матрикса в межмембранное пространство. При переносе электронов в

дыхательной цепи повышается концентрация ионов H+, т. е. понижается значение рН.
Перенос протонов комплексами I, III и IV протекает векторно из матрикса в межмембранное пространство. При

Слайд 32 В интактных митохондриях по существу только АТФ-синтаза позволяет

осуществить обратное движение протонов в матрикс. На этом основано важное

в регуляторном отношении сопряжение электронного переноса с образованием АТФ.

В интактных митохондриях по существу только АТФ-синтаза позволяет осуществить обратное движение протонов в матрикс. На

Слайд 33
Общая величина энергии реакции (более 200

кДж/моль) разбивается на небольшие и более удобные комплексы, величина которых

определяется разностью окислительно-восстановительных потенциалов соответствующих промежуточных продуктов.
Общая величина энергии реакции (более 200 кДж/моль) разбивается на небольшие и более удобные

Слайд 34
Предполагается, что это разделение на комплексы обеспечивает

дыхательной цепи удивительно высокий выход энергии, составляющий примерно 60%.

Предполагается, что это разделение на комплексы обеспечивает дыхательной цепи удивительно высокий выход энергии, составляющий

Слайд 36 На схеме представлены основные окислительно-восстановительные системы митохондриального

электронного транспорта и их приблизительные окислительно-восстановительные потенциалы

На схеме представлены основные окислительно-восстановительные системы митохондриального электронного транспорта и их приблизительные окислительно-восстановительные потенциалы

Слайд 37
Эти потенциалы важны для переноса электронов, так

как для обеспечения спонтанного переноса члены окислительно-восстановительного ряда должны располагаться

в порядке возрастания потенциалов
Эти потенциалы важны для переноса электронов, так как для обеспечения спонтанного переноса члены окислительно-восстановительного

Слайд 38 Т.о. работа ДЦ состоит в том,

что молекулы NAD.H и FAD.H переносят е от S

на О2. Причем эта реакция равноценна сгоранию Н2 на воздухе с образованием воды.
Объектом переноса являются не Н+, а е,т.к. протоны остаются в водном растворе и могут акцептироваться из него по мере необходимости. Перенос е сопровождается умножением Е, на каждой ступени, вплоть до конца,
Т.о. работа ДЦ состоит в том, что молекулы NAD.H и  FAD.H переносят

Слайд 39 е соединятся с О2, диффундирующим через мембрану

МХ.
Связываясь с О2, который имеет мах. сродство к

е, сам е оказывается на самом низком энергетическом уровне. А энергия,выделившаяся при этом, идет на перекачку Н+ из матрикса на наружную поверхность внутренней мембраны Мх. Так создается ▲µН+ , энергия которого трансформируется в макроэргическую связь АТФ.
е соединятся с О2, диффундирующим через мембрану МХ.  Связываясь с О2, который имеет

Слайд 40 Основная масса Е, образующаяся в организме, формируется

в реакциях О/Ф. В сутки образуется около 30-70кг АТФ. Перенос

е возможен только в случае снятия Все системы стремятся к состоянию с минимумом энергии ( Е), выделяющаяся энергия приводит к энтропии.
Движущей силой ДЦ является разность ОВП. Суммарная разность всей ДЦ составляет 1.1 вольта ▲µН+, поскольку его накопление блокирует транспорт е по ДЦ., а значит блокирует синтез АТФ.
Основная масса Е, образующаяся в организме, формируется в реакциях О/Ф. В сутки образуется около

Слайд 41 В 1939г введен коэффициент Р/О как мера

количественной оценки работы ДЦ.
Р/О- отношение количества, поглощенных молекул

фосфата( в процесе реакции АДФ+Фн) к количеству, поглощенных атомов О2.
В 1939г введен коэффициент Р/О как мера количественной оценки работы ДЦ.  Р/О- отношение

Слайд 42 Так при окислении NAD- зависимых субстратов-(

альфа-кетоглутарата,) е, в этом случае проходят все три пункта фосфорилирования

и на образование АТФ уходит 3 молекулы Фн на 1 атом О2, поэтому Р/О =3.

Так при окислении NAD- зависимых субстратов-( альфа-кетоглутарата,) е, в этом случае проходят все

Слайд 43
Если окисляются FAD, зависимые субстраты( сукцинат,

ацил-КоА), то е, проходят всего 2 пункта фосфорилирования(3 и4) ,

и тратиться 2 молекулы Фн на 1 атом О2, поэтому Р/О= 2.
Если окисляются FAD, зависимые субстраты( сукцинат, ацил-КоА), то е, проходят всего 2 пункта

Слайд 44

При окислении

Vit C и адреналина, е поставляется прямо на цитохром с,

поэтому они проходят только один путь фосфорилирования(4), и Р/О =1.

При окислении Vit C и адреналина, е поставляется прямо

Слайд 45 Работа всей ДЦ состоит из 2х составляющих:
1.Образование

АТФ( 50% энергии депонируется в виде АТФ).

2.Генерация тепла (остальные 50%

энергии рассеивается в виде тепла).
Для синтез АТФ требуется разница ОВП между переносчиками е и Н+ примерно 0.25V.

Работа всей ДЦ состоит из 2х составляющих:1.Образование АТФ( 50% энергии депонируется в виде АТФ).2.Генерация

Слайд 46 Основная масса Е, образующаяся в организме, формируется

в реакциях О/Ф. В сутки образуется около 30-70кг АТФ. Перенос

е возможен только в случае снятия ▲µН+, поскольку его накопление блокирует транспорт е по ДЦ., а значит блокирует синтез АТФ.
Основная масса Е, образующаяся в организме, формируется в реакциях О/Ф. В сутки образуется около

Слайд 47Теория П.Митчелла
В 1961г. П.Митчелл предположил, что митохондрия работает как протонная

помпа, откачивая Н+ на наружную сторону ввнутренней мембраны митохондрий. При

этом на внутренней мембране митохондрий создается электрохимический потенциал-
▲ µН+.
Энергия этого потенциала трансформируется в энергию макроэргической связи АТФ.
Теория П.МитчеллаВ 1961г. П.Митчелл предположил, что митохондрия работает как протонная помпа, откачивая Н+ на наружную сторону ввнутренней

Слайд 48 Дельта- ^µН+ имеет две составляющие:1.электрическую ^φ( создается за

счет движения е по ДЦ);
2. Осмотическоую- ^РН.

▲µН+ возникает

за счет «+» заряда на внешней поверхности внутренней мембраны митохондрии, а на внутренней поверхности –»-». За счет откачки Н+ из матрикса, последний защелачивается.
Дельта- ^µН+ имеет две составляющие:1.электрическую ^φ( создается за счет движения е по ДЦ);2. Осмотическоую- ^РН.

Слайд 49
В живых системах ▲µН+

= 180 мВольт.В пересчете на 1 см2 приходится 250 киловольт.

В гепатоците около 1000 митохондрий, в кардиоците 5000, Таким образом живая материя обладает огромным энергетическим запасом.
В живых системах ▲µН+ = 180 мВольт.В пересчете на 1 см2

Слайд 50

В возбудимых тканях( миокард,

нервная) ▲µН+ представлена в виде ^φ, а в эпителии почечных

канальцев в виде ▲рН.
В возбудимых тканях( миокард, нервная) ▲µН+ представлена в виде ^φ, а в

Слайд 51 Процесс фосфорилирования мембранного потенциала осуществляется с помощью

протонной АТФ-азы, т.е. фермента, способного трансформировать Е ^ ▲µН+ в

энергию АТФ. Однако этот процесс обратим:
▲ µН+ = АТФ.
Т.е. эта АТФ-аза может быть первичным протонным генератором.
Процесс фосфорилирования мембранного потенциала осуществляется с помощью протонной АТФ-азы, т.е. фермента, способного трансформировать Е

Слайд 52Матрикс NAD*H+H из 2Н2О 2Н+ 2Н+ из

2Н2О 4Н+ (из 4НОН)




½О2

Н2О





FP
Q
O2


2OH

2OH-

2H+




2H+
2H+
2H+
2H+

матрикс


Межмембранное пространство

Матрикс  NAD*H+H из 2Н2О 2Н+  2Н+  из 2Н2О 4Н+ (из 4НОН)½О2Н2О2е2е  FP

Слайд 53Таким образом , мы видим три цикла:
флавиновый
убихиноновый
Кислородный
За пределы внутренней мембраны

выбрасывается 10Н+. Для образования АТФ необходимы 6Н+(по 2на каждый шунт

фосфорилирования). Остальные протоны нужны для совершения осмотической работы митохондрий, для транспорта внутрь митохондрий ПВК, Фн, АДФ.
Таким образом , мы видим три цикла:флавиновыйубихиноновыйКислородныйЗа пределы внутренней мембраны выбрасывается 10Н+.  Для образования АТФ необходимы

Слайд 54 Фн__________ Фн
Н+___________

Н+

Н+___________________

АДФ3-____________
АТФ4-_________________АТФ

1

3


H+

2


матрикс

+


--


Внутр. поверхн.


Наружная пов.

Фн__________    Фн  Н+___________    Н+  Н+___________________

Слайд 55Протонная АТФ-аза видна как морфологическое образование в виде грибовидных выростов

на внутренней мембране митохондрий. Часть ▲µН+,
( т.е. часть Н+), выброшенных

за пределы митохондриального матрикса используется для обеспечения транспорта Фн, субстратов ЦТК, ЖК, аденилаттранслоказы. Другая часть расходуется на синтез АТФ.:
Протонная АТФ-аза видна как морфологическое образование в виде грибовидных выростов на внутренней мембране митохондрий. Часть ▲µН+,( т.е.

Слайд 56 Другая часть ^µН+ расходуется на синтез АТФ в

реакции:
АДФ 3- + Фн2- + Н+ ----? АТФ4-.

В цитоплазме происходит противоположная реакция:
АТФ4- ----? АДФ 3- + Фн2- + Н+.
Митохондрии работают путем связывания Н+ и снижения [Н+], - при этом происходит ощелачивание матрикса
Другая часть ^µН+ расходуется на синтез АТФ в реакции:  АДФ 3- + Фн2- +

Слайд 57 Всякая работа сопровождается гидролизом АТФ, что

ведет к образованию Н+ и закислению среды.

В большинстве случает метаболические нарушения связаны с нарушением реакций:
АТФ-синтетазной- поглощение Н+, и АТФ-азной( выделение Н+).
При окислении мембрана митохондрий заряжается, а при синтезе АТФ- разражатеся
Всякая работа сопровождается гидролизом АТФ, что ведет к образованию Н+ и закислению среды.

Слайд 59АТФ_синтетаза

АТФ_синтетаза

Слайд 60Н+-транслоцирующая АТФ-синтаза состоит из двух частей: встроенного в мембрану протонного

канала (F0) из по меньшей мере 13 субъединиц и каталитической

субъединицы (F1), выступающей в матрикс. «Головка» каталитической части образована тремя α- и тремя β-субъединицами, между которыми расположены три активных центра. "Ствол" структуры образуют полипептиды F0-части и γ-, δ- и ε-субъединиц головки.
Н+-транслоцирующая АТФ-синтаза состоит из двух частей: встроенного в мембрану протонного канала (F0) из по меньшей мере 13

Слайд 61 Дельта- ^µН+ имеет две составляющие:1.электрическую ^φ( создается за

счет движения е по ДЦ);
2. Осмотическоую- ^pН.

^µН+ возникает за

счет «+» заряда на внешней поверхности внутренней мембраны митохондрии, а на внутренней поверхности «–-». За счет откачки Н+ из матрикса, последний защелачивается.
Дельта- ^µН+ имеет две составляющие:1.электрическую ^φ( создается за счет движения е по ДЦ);2. Осмотическоую- ^pН.

Слайд 62
Если клетка не расходует

АТФ, едва ли в митохондриях имеется АДФ. В отсутствие АДФ,

АТФ-синтаза (3) не в состоянии использовать протонный градиент на внутренней митохондриальной мембране
Если клетка не расходует АТФ, едва ли в митохондриях имеется АДФ. В

Слайд 63 Каталитический цикл подразделяется на три фазы, каждая из которых

проходит поочередно в трех активных центрах. Вначале идет связывание АДФ

(ADP) и Ρi (1), затем образуется фосфоангидридная связь (2) и, наконец, освобождается конечный продукт реакции (3). При каждом переносе протона через белковый канал F0 в матрикс все три активных центра катализируют очередную стадию реакции. Предполагается, что энергия протонного транспорта прежде всего расходуется на поворот γ-субъединицы, в результате которого циклически изменяются конформации α- и β-субъединиц.
Каталитический цикл подразделяется на три фазы, каждая из которых проходит поочередно в трех активных центрах. Вначале

Слайд 65 Пути утилизации
ΔμН+ и АТФ.

Пути утилизации    ΔμН+ и АТФ.

Слайд 66 Энергия хим. cвязей, потребляемая нашим организмом



▲μΗ+


Электрическая энергия


Основной фактор сопряжения ОФ

ДЦ


ЕS

Энергия связей АТФ

Энергия хим. cвязей, потребляемая нашим организмом

Слайд 67Пути превращения ▲μΗ+

АТФ


▲μΉ+

Химическая энергия (биосинтезы)

механическая

тепловая

Для создания энергетического буфера

в форме ▲μNa+

световая

Буфера типа креатинфосфата

осмотическая

Пути превращения ▲μΗ+  АТФ▲μΉ+Химическая энергия (биосинтезы)механическаятепловаяДля создания энергетического буфера в форме ▲μNa+световаяБуфера типа креатинфосфатаосмотическая

Слайд 68 Дыхательный контроль
Простой механизм

регуляции образования и потребления АТФ (АТР) называется дыхательным контролем. Он

основан на сопряжении упомянутых процессов с общими коферментами и другими факторами.
Дыхательный контроль    Простой механизм регуляции образования и потребления АТФ (АТР) называется

Слайд 69 Это в свою очередь тормозит электронный перенос

в ДЦ (2), вследствие чего НАДН не может быть вновь

окислен в НАД+. Возникающее в результате высокое соотношение НАДН/НАД+ тормозит цитратный цикл (схема В) и замедляет тем самым потребление субстрата АН2 (1). И наоборот, высокие скорости потребления АТФ стимулируют усвоение пищи и дыхательную цепь по тому же механизму.
Это в свою очередь тормозит электронный перенос в ДЦ (2), вследствие чего НАДН не

Слайд 70 Эффект разобщения О/Ф связан с тем, что,

Разобщители, являясь слабыми кислотами( следовательно хорошими акцепторами Н+), связывают протоны,

и увлекают их из митохондриального матрикса. Возникает дефицит Н+ на АТФ-азе и синтез АТФ блокируется.
Эффект разобщения О/Ф связан с тем, что, Разобщители, являясь слабыми кислотами( следовательно хорошими акцепторами

Слайд 73

ДЦ активно реагирует

на чрезмерные нагрузки, яды. Так например барбитураты ингибируют пренос е

и Н+ в первом комплексе (I) ДЦ, в ответ на это возникает энергетический голод , т.к. происходит
недогрузка ДЦ.
ДЦ активно реагирует на чрезмерные нагрузки, яды. Так например барбитураты

Слайд 74

В результате снижается

синтез АТФ, и в тканях активируется производство и окисление эндогенной

янтарной кислоты( побочные продукты ГАМК и ГОМК- тормозные медиаторы для ЦНС).

В результате снижается синтез АТФ, и в тканях активируется производство и

Слайд 75 Такие яды как цианиды, СО, Н2S,-SNC блокируют 4-комплекс

ДЦ. Если ингибирование 1 комплекса ДЦ приводит к активации 3-х

оставшихся, и за счет этого работа ДЦ компенсируется, то при блокировании 4-го комплекса работа ДЦ не состоится, что приводит к смерти.
Такие яды как цианиды, СО, Н2S,-SNC блокируют 4-комплекс ДЦ. Если ингибирование 1 комплекса ДЦ приводит

Слайд 76 Аналогичным эффектом обладает алкоголь, который является NAD-

зависимым субстратом. Этанол монополизирует основной фонд NAD+, переводя его в

восстановленную форму. ДЦ перезагружается избытком восстановленной формы NADH2, и ткани не получают энергию за счет окисления естественных субстратов.

Аналогичным эффектом обладает алкоголь, который является NAD- зависимым субстратом. Этанол монополизирует основной фонд NAD+,

Слайд 77
Если ингибирование 1 комплекса ДЦ приводит

к активации 3х оставшихся,и за счет этого работа ДЦ компенсируется,

то при блокаде 4-го комплекса, работа ДЦ вообще не состоится, что приводит к смерти.
Если ингибирование 1 комплекса ДЦ приводит к активации 3х оставшихся,и за счет этого

Слайд 78 Регуляция энергетического обмена
Биохимический

процесс усвоения пищи и образования АТФ должны постоянно приспосабливаться к

изменению энергетических потребностей клеток. Необходимость согласования производства и потребления АТФ следует уже из того факта, что суммарное содержание коферментов в организме незначительно.
Регуляция энергетического обмена    Биохимический процесс усвоения пищи и образования АТФ должны постоянно

Слайд 79
Калорийность суточного рациона человека составляет

примерно 12000 кДж .При к.п.д. 50% такая энергия достаточна для

образования 120 молей АТФ, т. е. примерно 65 кг.
Калорийность суточного рациона человека составляет примерно 12000 кДж .При к.п.д. 50% такая

Слайд 80 Однако в организме человека содержится всего 3-4

г свободных адениновых нуклеотидов (АМФ, АДФ и АТФ). Следовательно, каждая

молекула АДФ должна ежедневно тысячекратно фосфорилироваться в АТФ и вновь дефосфорилироваться
Однако в организме человека содержится всего 3-4 г свободных адениновых нуклеотидов (АМФ, АДФ и

Слайд 81 Это в свою очередь тормозит электронный перенос

вдыхательной цепи (2), вследствие чего НАДН не может быть вновь

окислен в НАД+. Возникающее в результате высокое соотношение НАДН/НАД+ тормозит цитратный цикл (схема В) и замедляет тем самым потребление субстрата АН2 (1).
Это в свою очередь тормозит электронный перенос вдыхательной цепи (2), вследствие чего НАДН не

Слайд 83
В ряде случаев

некоторые пункты фосфорилирования могут « выключаться» такое состояние называется «разобщением»

окислительного фосфорилирования, и в этом случае Р/О снижается.
В ряде случаев некоторые пункты фосфорилирования могут « выключаться» такое

Слайд 84В «разобщенных» митохондриях, согласно I закону термодинамики, увеличивается теплообразование. Это

происходит за счет того, что энергия переноса е, которая должна

быть использована для синтеза АТФ, в выключенном пункте фофорилирования, рассеивается в виде тепла.
В «разобщенных» митохондриях, согласно I закону термодинамики, увеличивается теплообразование. Это происходит за счет того, что энергия переноса

Слайд 85
В качестве разобщителей О/Ф выступают слабые гидрофобные кислоты(

ЖК ), тиреоидные гормоны, лекарства, дикумарин, динитрофенол, валимицин.

В качестве разобщителей О/Ф выступают слабые гидрофобные кислоты( ЖК ), тиреоидные гормоны, лекарства, дикумарин, динитрофенол,

Слайд 86Процесс разобщения О/Ф лежит в основе лихорадки, вызванной бактериями, вирусами

и другими агентами.
Разобщение резко усиливается при охлаждении организма.
Работа митохондрий

при всех включенных пунктах фосфорилирования называется сопряженной.
В противном, выше описанном случае- разобщения., дыхание при этом будет
С В О Б О Д Н Ы М.
Процесс разобщения О/Ф лежит в основе лихорадки, вызванной бактериями, вирусами и другими агентами. Разобщение резко усиливается при

Слайд 87ДЦ имеет механизм шунтирования: сброс е и Н+ с NAD

на цитохромы, или с NAD на цитохромы, или с NAD

на межмембранные дегидрогеназы, на наружную мембрану и гладкую ЭПС( микросомальное окисление).
Такой перенос характерен для гепатоцитов, При воздействии какого -либо блокатора, возникает блок в I комплексе ДЦ, увеличивается NADH2, и становится реальной угроза гипоксии.
Чтобы этого не произошло происходит сброс
NADH2 с митохондриальной ДЦ на микросомальную.
ДЦ имеет механизм шунтирования: сброс е и Н+ с NAD на цитохромы, или с NAD на цитохромы,

Слайд 88 Эффект разобщения О/Ф связан с тем, что,

Разобщители, являясь слабыми кислотами( следовательно хорошими акцепторами Н+), связывают протоны,

и увлекают их из митохондриального матрикса. Возникает дефицит Н+ на АТФ-азе и синтез АТФ блокируется.
Эффект разобщения О/Ф связан с тем, что, Разобщители, являясь слабыми кислотами( следовательно хорошими акцепторами

Слайд 91Итак -типы клеточного дыхания

1.Энергетически сопряженное дыхание, имеющее мак.

Р/О, поскольку при этом образуется ^µН+, энергия которого используется для

выполнения полезной работы.
Итак -типы клеточного дыхания  1.Энергетически сопряженное дыхание, имеющее мак. Р/О, поскольку при этом образуется ^µН+, энергия

Слайд 92

2.Несопряженнное дыхание, свойственное буровой жировой ткани. В

этом случае при дыхании энергия не депонируется в форме ▲

µН+, а диссипируется в виде тепла.
2.Несопряженнное дыхание, свойственное буровой жировой ткани. В этом случае при дыхании энергия не депонируется

Слайд 93
3. Разобщенное дыхание, при котором часть энергии

▲ µН+ рассеивается в виде тепла из-за высокой ионной проводимости

мембран митохондрий.
3. Разобщенное дыхание, при котором часть энергии ▲ µН+ рассеивается в виде тепла из-за

Слайд 94 В процессе разобщения О/Ф возрастает протонная проницаемость

внутренней мембраны митохондрий и происходит рассеивание энергии трансмембранного потенциала ▲

µН+, при участии АТФ/АДФ антипортера ( аденилаттранслоказы), а также других переносчиков- глутамт-аспартатного и глутаматного.
В процессе разобщения О/Ф возрастает протонная проницаемость внутренней мембраны митохондрий и происходит рассеивание энергии

Слайд 95
Разобщение О/Ф

наряду с регуляторной функцией играет важную адаптивную роль, препятствуя повышенному

образованию АФК (активных форм кислорода).
Разобщение О/Ф наряду с регуляторной функцией играет важную адаптивную

Слайд 96 В этом случае происходит снижение локальной концентрации кислорода

в клетке и уровня восстановленности убихинона (Q) ДЦ митохондрий. Это

предотращает обратному транспорту электронов по ДЦ, который сопровождается образованием О2.-.
В этом случае происходит снижение локальной концентрации кислорода в клетке и уровня восстановленности убихинона (Q)

Слайд 97

Разобщенное и несопряженное дыхания,

отличаются по механизмам, являются энергодиссипирующими и по существу представляют собой

варианты» свободного дыхания».
Разобщенное и несопряженное дыхания, отличаются по механизмам, являются энергодиссипирующими и по

Слайд 98Значение тканевого дыхания
Энергетический обмен играет ведущую роль в жизнедеятельности организмов,

т. к. все функции организма энергозависимы. Систему механизмов, обеспечивающих стабильный

уровень субстратов энергообмена называют энергетическим гомеостазом.
Значение тканевого дыханияЭнергетический обмен играет ведущую роль в жизнедеятельности организмов, т. к. все функции организма энергозависимы. Систему

Слайд 99Одним из механизмов поддержания постоянного уровня АТФ в клетке, является

наличие мегамитохондрий, которое дает большое преимущество.
Если один участок клетки плохо

снабжается кислородом, то при помощи мегамитохондрий энергия ▲μН+ транспортируется в этот участок и восполняет недостаток АТФ.

Одним из механизмов поддержания постоянного уровня АТФ в клетке, является наличие мегамитохондрий, которое дает большое преимущество.Если один

Слайд 100Микросомальное окисление
Микросомы (микрочастицы) - это замкнутые мембранные пузырьки (везикулы), образуемые

из гладкой ЭПС при гомогенизации клетки. Как таковых микросом не

существует.
Микросомальное окисление - это окисление, протекающее на гладкой ЭПС нормальной неразрушенной клетки.
Микросомальное окислениеМикросомы (микрочастицы) - это замкнутые мембранные пузырьки (везикулы), образуемые из гладкой ЭПС при гомогенизации клетки. Как

Слайд 101

Наиболее интенсивно микросомальное окисление протекает в

печени и надпочечниках, а также в местах контакта с внешней

средой, в коже, почках, легких, селезенке.
Наиболее интенсивно микросомальное окисление протекает в печени и надпочечниках, а также в местах контакта

Слайд 102ЭПС - 2-й слой мембран, ассоциированных с 3-мя основными классами

ферментов:
1) оксидоредуктазы;
2) трансферазы;
3) гидролазы.


ЭПС - 2-й слой мембран, ассоциированных с 3-мя основными классами ферментов:1)	оксидоредуктазы;2)	трансферазы;3)	гидролазы.

Слайд 103 Главная функция этих ферментов - реакции детоксикации.

Микросомальное окисление осуществляется с помощью одноименной ДЦ, которая представляет собой

систему переносчиков протонов и электронов с НАД или НАДФ на кислород.

Главная функция этих ферментов - реакции детоксикации.  Микросомальное окисление осуществляется с помощью одноименной ДЦ,

Слайд 104 Существует 2 варианта микросомальной ДЦ:
1) НАДФ ---->

ФП ---> b5 ---> p450 ---> O2
2) НАД ---->

ФП ----> b5-----???

Существует 2 варианта микросомальной ДЦ:  1)	НАДФ ----> ФП ---> b5 ---> p450 ---> O2

Слайд 105 Цитохром b5 одной цепи может передавать свои электроны

на цитохром b5 другой цепи, а также на цитохром P450.

Микросомальное окисление можно записать и так:
RH + НАД (НАДФ).H2 + O2 ---> ROH + НАД (НАДФ) + HOH


Цитохром b5 одной цепи может передавать свои электроны на цитохром b5 другой цепи, а также

Слайд 106 FP - флавопротеид, включающий ФАД и Fe-белок, содержащий

негеминовое железо.
P450 - восстановленный CO-комплекс, который имеет max

поглощения при длине волны = 450 нм.

FP - флавопротеид, включающий ФАД и Fe-белок, содержащий негеминовое железо.  P450 - восстановленный CO-комплекс,

Слайд 107

Многие гидрофобные вещества организма обладают токсичностью, за счет того, что

растворяются в клеточных мембранах и тем самым разрушают их.

Многие гидрофобные вещества организма обладают токсичностью, за счет того, что растворяются в клеточных мембранах и тем самым

Слайд 108Задачей организма является перевод этих гидрофобных соединений в гидрофильные, которые

легче выводятся почками. Это осуществляется микросомальным окислением

Задачей организма является перевод этих гидрофобных соединений в гидрофильные, которые легче выводятся почками. Это осуществляется микросомальным окислением

Слайд 109

RH+NAD(NADF).H2+O2-----?
ROH+ NAD(NADF) +

HOH




RH+NAD(NADF).H2+O2-----?   ROH+ NAD(NADF) + HOH

Слайд 110

e-----------e-----------e------------e







RH



NADFH2
FP
Fe-белок
Р450
+
Н

Н+
Н+
НАДН2
НАД

НОН*
ROH*

.O2 *

АК

ДГА

e-----------e-----------e------------e RHNADFH2FPFe-белокР450+НН+Н+НАДН2НАДНОН*ROH*  .O2 *АКДГА

Слайд 111Таким образом, основная роль микросомальной ДЦ заключается в осуществлении реакций

синтеза с участием кислорода (в схеме видно образование фенола из

бензола (гидроксилирование
Таким образом, основная роль микросомальной ДЦ заключается в осуществлении реакций синтеза с участием кислорода (в схеме видно

Слайд 112Для связывания второго атома кислорода необходим косубстрат, каковым является аскорбат

(Vit C), который также отдает 2H+ на синтез H2O. Для

обеспечения реакций детоксикации необходимо большое количество Vit C в составе косубстрата:
Для связывания второго атома кислорода необходим косубстрат, каковым является аскорбат (Vit C), который также отдает 2H+ на

Слайд 113Реакции детоксикации протекают по механизму гидроксилирования гетероциклических и алифатических соединений

(ксенобиотики), которые поступают из внешней среды.
Реакции детоксикации могут привести к

снижению концентрации токсических веществ, но может возникнуть летальный синтез.
Реакции детоксикации протекают по механизму гидроксилирования гетероциклических и алифатических соединений (ксенобиотики), которые поступают из внешней среды.Реакции детоксикации

Слайд 114 Роль микросомального окисления состоит в биосинтезе Vit D,

кортикостероидов, коллагена, тирозина, катехоламинов.
- Реакции деалкилирования - отщепление

алкильной группы;
- реакции окисления спиртов, альдегидов, кетонов, нитросоединений;

Роль микросомального окисления состоит в биосинтезе Vit D, кортикостероидов, коллагена, тирозина, катехоламинов.  - Реакции

Слайд 115 - реакции разрыва кольца
ароматических соединений;
-

реакции восстановления, когда идет
сброс протонов;
-

реакции десатурации (перевод
насыщенных ЖК в ненасыщенные

- реакции разрыва кольца  ароматических соединений;  - реакции восстановления, когда идет   сброс

Слайд 116 Микросомальная и митохондриальная дыхательные цепи взаимодействуют друг с

другом через цитохром b5.
В условиях интоксикации (этанол, барбитураты)

происходит ингибирование 1 комплекса митохондриальной ДЦ.
НАД -**--> ФП --> Q ---> b ---> c1 ---> c--?a1------?a3-------1/2O2

****-- какой- либо ингибитор
Микросомальная и митохондриальная дыхательные цепи взаимодействуют друг с другом через цитохром b5.  В условиях

Слайд 117 Несмотря на то, что окисление НАД.Н2 не происходит,

он не накапливается.
В межмембранном пространстве имеется цитохром b5,

который принимает электроны с НАД.Н2 митохондриальной ДЦ, и перебрасывает их на микросомальную ДЦ, и тем самым угроза энергетического голода устраняется.
Несмотря на то, что окисление НАД.Н2 не происходит, он не накапливается.  В межмембранном пространстве

Слайд 118Таким образом цитохром. b5 - фермент, компонент микросомальной ДЦ, который

обеспечивает межмембранный митохондриально-микросомальный перенос электронов.

Таким образом цитохром. b5 - фермент, компонент микросомальной ДЦ, который обеспечивает межмембранный митохондриально-микросомальный перенос электронов.

Слайд 119 Различиямитохондриальной и микросомальной ДЦ:
а) по локализации;
б)

микросомальная ДЦ короче и электроны на последнем переносчике МС цепи

более энергизированы и способны активировать кислород;
Различиямитохондриальной и микросомальной ДЦ:  а) по локализации;  б) микросомальная ДЦ короче и электроны на последнем

Слайд 120 в) будучи активным кислород способен внедряться в структуру

многих молекул, т. е. используется с «пластическими» целями (ФЕН---> ТИР).


В то время как в Митохондриальной ДЦ кислород - всего лишь конечный акцептор электронов, и используется в энергетических целях;

в) будучи активным кислород способен внедряться в структуру многих молекул, т. е. используется с «пластическими»

Слайд 121 г) в процессе переноса электронов в Мтх. ДЦ

их энергия депонируется в форме АТФ.
В Микросомальной ДЦ

- депонирование энергии ни в каком виде не происходит;
г) в процессе переноса электронов в Мтх. ДЦ их энергия депонируется в форме АТФ.

Слайд 122
д) Микросомальное окисление – это современная

интерпретация теории Баха Энглера. Митохондриальное окисление - современный вариант теории

Палладина-Виланда

д) Микросомальное окисление – это современная интерпретация теории Баха Энглера. Митохондриальное окисление - современный

Слайд 123Перекисное окисление
1.Механизм образования активных форм кислорода.
2.Роль перекисных процессов в

норме и при патологии. Общее представление о ПОЛ (НЭЖК →

R∙ → диеновые коньюгаты → гидроперекиси → МДА).
3.Способы оценки активности ПОЛ
Перекисное окисление1.Механизм образования активных форм кислорода. 2.Роль перекисных процессов в норме и при патологии. Общее представление о

Слайд 124Еще Мечников, изучая фагацитоз утверждал, что фагоцитарное действие лейкоцитов осуществляется

за счет перекисных процессов.
Перекисное окисление - это третий путь утилизации

вдыхаемого кислорода (от 2 до 5%).
Еще Мечников, изучая фагацитоз утверждал, что фагоцитарное действие лейкоцитов осуществляется за счет перекисных процессов.Перекисное окисление - это

Слайд 125Кислород сам по себе является парамагнитным элементом (это было установлено

методом молекулярных орбиталей) т. к. имеет на внешнем слое 2

неспаренных электрона.
O2 + e ---> O2-, т. е. в реакциях перекисного
окисления происходит одноэлектронное восстановление кислорода.
Кислород сам по себе является парамагнитным элементом (это было установлено методом молекулярных орбиталей) т. к. имеет на

Слайд 126 _.

--------- O2 - супероксидный ион-радикал, более активная форма

кислорода.

Возможна еще одна активная форма кислорода:
_
--------- O2 - синглетный кислород.
_. _
O2 и O2 - инициируют образование большого количества радикалов, по цепному механизму:
_. _.
_.   --------- O2 - супероксидный ион-радикал,

Слайд 127 _.

_.
O2 + Н+----?НО2

- гидропероксидный
_. _.
НО2 + Н+ + O2----?Н2О2 + О2
Н2О2 + Fe 2+----?Fe3+ +ОН- +OH.
OH. пероксидный радикал
_.
O2 + Fe 3+ ---? O2 +Fe 2+
_.          _.

Слайд 128В процессе взаимодействия этих радикалов с веществом поражаются наиболее уязвимые

места клеток: ненасыщенные ЖК фосфолипидов мембран, они «выжигаются» в результате

чего мембрана делается более ригидной и следовательно изменяется ответная реакция клетки.
В процессе взаимодействия этих радикалов с веществом поражаются наиболее уязвимые места клеток: ненасыщенные ЖК фосфолипидов мембран, они

Слайд 129В нормальных условиях перекисное окисление регулирует агрегатное состояние мембран, и

лежит в основе тканевой адаптации. (Это играет роль в стрессовых

ситуациях, когда клетка т. о. защищается от избытка гормонов).
При всех видах патологии активность перекисных процессов возрастает, и является инструментом повреждения мембраны.
В нормальных условиях перекисное окисление регулирует агрегатное состояние мембран, и лежит в основе тканевой адаптации. (Это играет

Слайд 130В мембране образуются мощные ионные каналы через которые входят ионы

Na+, K+ и другие. Это нарушает клеточный гомостаз, ее содержимое

теряется и клетка гибнет.
В мембране образуются мощные ионные каналы через которые входят ионы Na+, K+ и другие. Это нарушает клеточный

Слайд 131 Клетки имеют мощную антиоксидантную систему защиты клеток

(АОЗ), состоящую из двух уровней:ферментативную и неферментативную.
1.

ферментативная – благодаря ей, происходит восстановление продуктов перекисного окисления и их ликвидация с помощью ферментов :
Клетки имеют мощную антиоксидантную систему защиты клеток (АОЗ), состоящую из двух уровней:ферментативную и неферментативную.

Слайд 132
а) супероксиддисмутаза – сложный фермент. При

этом встречаются Mg, Zn, Fe, Cu – содержащие формы в

разных тканях. Его активность повышается при любых формах активации перекисных процессов.

а) супероксиддисмутаза – сложный фермент. При этом встречаются Mg, Zn, Fe, Cu –

Слайд 133 Этот фермент ( СОД) выделяется в чистом виде

и эффективно используется в лучевой терапии. Действие СОД направлено на

супероксид ион:

_. _. СОД
O2 + O2 + 2Н+ -- ------? Н2О2 + О2
Этот фермент ( СОД) выделяется в чистом виде и эффективно используется в лучевой терапии. Действие

Слайд 134

б) каталаза (её субстратом является

Н2О2) особенно активна в эритроцитах, которые специализируются на переносе кислорода:


2Н2О2 ------? 2Н2О + О2

б) каталаза (её субстратом является Н2О2) особенно активна в эритроцитах, которые специализируются на

Слайд 135в) пероксидаза – наиболее активна глутатионпероксидаза
г) глутатионредуктаза – является непосредственным

защитником эритроцитов, в частности предохраняют от образования МеHb, который не

способен к транспорту кислорода, что ведёт к гипоксии. МеHb образуется при приёме избытка нитратов, аспирина, сульфаниламидов.
в) пероксидаза – наиболее активна глутатионпероксидазаг) глутатионредуктаза – является непосредственным защитником эритроцитов, в частности предохраняют от образования

Слайд 136
К системе ферментативной АОЗ относятся ферменты, генерирующие восстановительную форму НАД

.Н и НАДF.Н. Такую систему имеют все клетки, но особенно

клетки мозга и миокарда.
К системе ферментативной АОЗ относятся ферменты, генерирующие восстановительную форму НАД .Н и НАДF.Н. Такую систему имеют все

Слайд 1372. Неферментативная система: сюда относится ряд легко окисляющихся веществ, обладающих

меньшей активностью, чем естественные метаболиты:
хинон
убихинон (Ко – Q)
витамины Е и

А (являются компонентами мембран и блокируют перекисные процессы)
витамин С
2. Неферментативная система: сюда относится ряд легко окисляющихся веществ, обладающих меньшей активностью, чем естественные метаболиты:хинонубихинон (Ко –

Слайд 138Между этими тремя витаминами существует взаимосвязь: витамин С обеспечивает восстановительную

форму витамина Е, а для поддержания восстановительной формы витамина С

нужен витамин А. В настоящее время существует мощный препарат антиоксидантной защиты, представляющий собой комплекс трёх витаминов (Vit C = 2 г, Vit E = 500000 E, Vit A + 140000 – 170000 Е).
Между этими тремя витаминами существует взаимосвязь: витамин С обеспечивает восстановительную форму витамина Е, а для поддержания восстановительной

Слайд 139
В настоящее время существует мощный препарат антиоксидантной защиты, представляющий собой

комплекс трёх витаминов (Vit C = 2 г, Vit E

= 500000 E, Vit A + 140000 – 170000 Е). Это Антиоксикапс, содержащий Se.


В настоящее время существует мощный препарат антиоксидантной защиты, представляющий собой комплекс трёх витаминов (Vit C = 2

Слайд 140Витамин А довольно токсичен, поэтому в качестве замены используется В

– каротин.
Также к антиоксидантам относятся Vit F, кортикостероиды, гистидин,

аргинин, билирубин и растительные пигменты.
Витамин А довольно токсичен, поэтому в качестве замены используется В – каротин. Также к антиоксидантам относятся Vit

Слайд 142Первый комплекс ДЦ

Первый комплекс ДЦ

Слайд 143I и II комплексы

I и  II комплексы

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика