Физиология тканевого дыхания: роль миоглобина и дыхательных ферментов в утилизации кислорода
Поступление кислорода из атмосферы в легкие и его транспорт гемоглобином крови являются лишь начальными этапами дыхательной функции. Конечной целью системы является тканевое (внутриклеточное) дыхание — совокупность биохимических реакций, в ходе которых клетки окисляют органические вещества с образованием воды, углекислого газа и универсального источника энергии — молекул АТФ. Этот процесс протекает внутри митохондрий и требует безупречной работы ферментных ансамблей.
Депонирование кислорода миоглобином
В скелетных мышцах и миокарде содержится специализированный хромопротеин — миоглобин. Имея более высокое сродство к кислороду по сравнению с гемоглобином, миоглобин связывает O2, поступающий из капилляров, и создает локальный кислородный резерв.
| Свойство дыхательного белка | Гемоглобин крови | Миоглобин мышц |
|---|---|---|
| Количество гемовых групп | 4 (тетрамерное строение) | 1 (мономерная молекула) |
| Сродство к кислороду (P50) | Умеренное (~26 мм рт. ст.) | Очень высокое (~3 мм рт. ст.) |
| Основная физиологическая функция | Транспорт O2 от легких к тканям | Депонирование O2 в работающих мышцах |
Митохондриальная цепь переноса электронов
Основным механизмом синтеза энергии является окислительное фосфорилирование в цепи переноса электронов, встроенной во внутреннюю мембрану митохондрий. Электроны, отщепленные от нутриентов, последовательно переносятся через комплексы цитохромов на молекулярный кислород.
При этом создается протоновый градиент, заставляющий фермент АТФ-синтазу вращаться и присоединять неорганический фосфат к АДФ.
- Митохондриальные кристы: увеличение площади внутренней мембраны для размещения ферментных комплексов.
- Цитохромоксидаза: конечный фермент дыхательной цепи, передающий электроны на кислород.
- Защита от гипоксии: миоглобин отдаёт кислород в момент сильного мышечного сокращения, когда капилляры сдавлены.
Совет от dozeninfo.com
Для поддержания высокой активности дыхательных ферментов регулярно восполняйте уровень железа, меди и коэнзима Q10 в организме. Больше обзоров биохимии человека читайте на dozeninfo.com.
