ห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจ: หน้าที่บทบาทและโรค

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจเป็นชื่อที่กำหนดให้กับน้ำตกของขั้นตอนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน (ปฏิกิริยารีดอกซ์) ในการเผาผลาญของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ในตอนท้ายของห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งเกิดขึ้นใน mitochondria, โรงไฟฟ้าของเซลล์, ATP (อะดีโนซีน triphosphate) และ น้ำ (H2O) ถูกผลิตขึ้น ATP ประกอบด้วยพลังงานที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งสามารถขนส่งได้ในระยะทางสั้น ๆ ซึ่งมาจากห่วงโซ่ทางเดินหายใจและมีไว้สำหรับกระบวนการเผาผลาญพลังงานหรือต้องการพลังงาน

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจคืออะไร?

ATP และ น้ำ ผลิตขึ้นที่ส่วนท้ายของห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งเกิดขึ้นใน mitochondriaโรงไฟฟ้าของเซลล์ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการหายใจระดับเซลล์ห่วงโซ่การหายใจเกี่ยวข้องกับห่วงโซ่ของลำดับ ปฏิกิริยารีดอกซ์, การบริจาคอิเล็กตรอนและปฏิกิริยาการรับอิเล็กตรอนที่ควบคุมโดยตัวเร่งปฏิกิริยา เอนไซม์. กระบวนการคายความร้อนโดยรวมสูงซึ่งสอดคล้องกับการเผาไหม้ของ ไฮโดรเจน ไปยัง น้ำ (ปฏิกิริยาออกซีไฮโดรเจน) มิฉะนั้นจะทำลายเซลล์ด้วยความร้อนหรือแม้กระทั่งทำให้เกิดการระเบิด ห่วงโซ่ทางเดินหายใจเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มชั้นในของ mitochondria ในสี่รีดอกซ์คอมเพล็กซ์ต่อเนื่องกัน: อิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนไปยังขั้นต่อไปแต่ละส่วนจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ในขณะเดียวกันเนื่องจากโปรตอน (H +) ถูกปล่อยออกมาในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอก (ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์) ของไมโตคอนเดรียจึงมีการสร้างการไล่ระดับโปรตอนขึ้น โปรตอนพยายามที่จะอพยพจากพื้นที่สูง สมาธิ ไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำ - ในกรณีนี้คือเมมเบรนด้านใน สิ่งนี้ทำงานร่วมกับเอนไซม์ ATP synthase ซึ่งเป็นโปรตีนในอุโมงค์เท่านั้น ระหว่างทางผ่านโปรตีนในอุโมงค์โปรตอนจะปล่อยพลังงานซึ่งจะถูกแปลงเป็น ATP ในกระบวนการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชันของ ADP (อะดีโนซีน ไดฟอสเฟต) และอนินทรีย์ ฟอสเฟต. ATP ทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการพลังงานที่มีอำนาจทุกอย่างสำหรับกระบวนการเผาผลาญพลังงานเกือบทั้งหมดในร่างกาย เมื่อพลังงานถูกใช้ในกระบวนการเผาผลาญพลังงานจะถูกแปลงกลับเป็น ADP โดยมีการคายความร้อนของก ฟอสเฟต กลุ่ม

ฟังก์ชั่นและงาน

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจมีหน้าที่และหน้าที่ร่วมกับวงจรซิเตรตที่เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียเช่นกันเพื่อให้ร่างกายได้รับพลังงานที่ใช้งานได้ในปริมาณที่เพียงพอ ในที่สุดกระบวนการย่อยสลายส่วนประกอบอาหารของกลุ่มสาร คาร์โบไฮเดรต, ไขมันและ โปรตีน นำ ในส่วนสุดท้ายของกระบวนการย่อยสลายไปจนถึงห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งพลังงานที่มีอยู่ในส่วนประกอบของอาหารจะถูกสร้างขึ้นให้กับร่างกายในรูปแบบของ ATP ที่ใช้งานได้อย่างกระฉับกระเฉง ประโยชน์หลักสำหรับการเผาผลาญของมนุษย์คือพลังงานเคมีที่มีอยู่ในส่วนประกอบของอาหารไม่ได้ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนเพียงอย่างเดียวและไม่สามารถควบคุมได้ แต่ถูกเก็บไว้ในรูปแบบของ ATP ATP ช่วยให้ร่างกายสามารถใช้พลังงานที่เก็บไว้ในลักษณะที่เซไปทางโลกและเชิงพื้นที่ได้ตามต้องการ กระบวนการเผาผลาญพลังงานที่ใช้พลังงานเกือบทั้งหมดพึ่งพา ATP ในฐานะผู้จัดหาพลังงาน ห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจประกอบด้วยสารประกอบที่เรียกว่าสี่ (I, II, III, IV) และนอกจากนี้ในขั้นตอนสุดท้ายของการฟอสโฟรีเลชันของ ADP ไปยัง ATP ซึ่งผู้เขียนบางคนเรียกอีกอย่างว่า complex V ทั้งในกลุ่มการถ่ายโอนอิเล็กตรอน I และ II สารประกอบเชิงซ้อนของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ ubiquinone, NAD / NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) และ FAD (flavin adenine dinucleotide) มีบทบาทสำคัญ กระบวนการที่คอมเพล็กซ์ III และ IV ยังเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของ ubiquinol หรือ ubiquinone ที่ออกซิไดซ์และ cytochrome c oxidase ซึ่งออกซิไดซ์เป็น cytochrome c ในเวลาเดียวกัน, ออกซิเจน ลดลงเป็นน้ำ (H2O) ด้วยการเพิ่ม 2 H + ไอออน ห่วงโซ่ทางเดินหายใจถือได้ว่าเป็นวัฏจักรเปิดชนิดหนึ่งที่ตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกำลังสร้างใหม่และแทรกแซงวงจรการเผาผลาญใหม่อยู่ตลอดเวลา สิ่งนี้กลายเป็นการประหยัดพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเผาผลาญของร่างกายและมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องการใช้ทรัพยากรเนื่องจากการรีไซเคิลตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพที่สมบูรณ์แบบ (เอนไซม์) ที่เกี่ยวข้อง

โรคและความเจ็บป่วย

ห่วงโซ่ทางเดินหายใจเกี่ยวข้องกับน้ำตกที่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอนซึ่งเกี่ยวข้องกับสารหลายชนิดและเหนือสิ่งอื่นใดคือกระบวนการทางเอนไซม์ที่ซับซ้อนในกระบวนการทางชีวภาพชนิดหนึ่ง หากกระบวนการใดกระบวนการหนึ่งเหล่านี้ถูกรบกวนห่วงโซ่ทางเดินหายใจเองอาจหยุดชะงักหรือในกรณีที่รุนแรงอาจถูกปิดลงอย่างสมบูรณ์โดยหลักการแล้วข้อบกพร่องทางพันธุกรรมจำนวนหนึ่งอาจเกิดขึ้นในชุดโครโมโซมหรือเช่นเดียวกับข้อบกพร่องทางพันธุกรรมเฉพาะใน แยกไมโตคอนเดรียดีเอ็นเอ หากมีข้อบกพร่องทางพันธุกรรมไมโตคอนเดรียอาจเกิดจากแม่โดยเฉพาะเนื่องจากดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียที่แยกจากกันของตัวผู้นั้นอยู่เฉพาะที่หางของ สเปิร์มอย่างไรก็ตามซึ่งจะถูกปฏิเสธและถูกขับออกมาก่อนที่อสุจิจะเจาะไข่ นอกเหนือจากการรบกวนที่กำหนดทางพันธุกรรมในห่วงโซ่ทางเดินหายใจแล้วการรบกวนที่ได้รับยังเป็นไปได้เช่นเกิดจากสารยับยั้งตามธรรมชาติหรือเทียมของห่วงโซ่ทางเดินหายใจ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีสารหลายชนิดที่ยับยั้งห่วงโซ่การหายใจในบริเวณที่กำหนดเพื่อให้ห่วงโซ่ทางเดินหายใจหยุดชะงักอย่างสมบูรณ์หรือทำงานได้ไม่เพียงพอเท่านั้น สารอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นสิ่งที่เรียกว่า uncouplers (โปรตอน) ซึ่งทำให้ขั้นตอนการออกซิเดชั่นดำเนินไปเร็วขึ้นมากและ นำ เพิ่มขึ้น ออกซิเจน ความต้องการ ที่นี่ก็มีอุปกรณ์แยกชิ้นส่วนแบบธรรมชาติและแบบเทียมเช่นกัน บาง ยาปฏิชีวนะ และสารฆ่าเชื้อราเช่นทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งซึ่งบางตัวโจมตีคอมเพล็กซ์ I, II หรือ III ยาปฏิชีวนะ โอลิโกไมซินยับยั้งกระบวนการสังเคราะห์ ATP โดยตรงส่งผลให้การสังเคราะห์ ATP ลดลงและลดลง ออกซิเจน การบริโภค. เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลยังทำหน้าที่เป็นตัวแยกตามธรรมชาติซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานเป็นความร้อนได้โดยตรงโดยไม่ต้องอ้อมผ่าน ATP ความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจมักเกิดจากประสิทธิภาพที่ลดลงเช่นเดียวกับบ่อยหรือคงที่ ความเมื่อยล้า และความเหนื่อยล้า