呼吸鎖は、電子伝達ステップのカスケードに付けられた名前です（レドックス反応）ほとんどすべての生物の細胞の代謝において。 呼吸鎖の終わりに、これはで発生します ミトコンドリア、細胞の原動力、ATP（アデノシン 三リン酸）および 水 （H2O）が生成されます。 ATPには、呼吸鎖から来て、吸熱またはエネルギーを必要とする代謝プロセスに利用できる、短距離で輸送できる保存されたエネルギーが含まれています。
呼吸鎖とは何ですか？
ATPと 水 呼吸鎖の終わりに生成されます。 ミトコンドリア、細胞の原動力。 細胞呼吸の一部として、呼吸連鎖には一連の連続的な呼吸が含まれます レドックス反応、によって触媒的に制御される電子供与および電子受容反応 酵素。 の燃焼に対応する全体的な高発熱プロセス 水素化 〜へ 水 （酸水素反応）、さもなければ細胞を熱的に破壊するか、あるいはそれらを爆発させるでしょう。 呼吸鎖は内膜で起こります ミトコンドリア XNUMXつの連続するレドックス錯体：次の段階に転送された電子は、それぞれエネルギーの一部を放出します。 同時に、ミトコンドリアの内膜と外膜の間の空間（膜間腔）に放出されたプロトン（H +）により、プロトン勾配が形成されます。 陽子は高い領域から移動しようとします 濃度 低濃度の領域-この場合は内膜。 これは、トンネルタンパク質である酵素ATPシンターゼと組み合わせてのみ機能します。 トンネルタンパク質を通過する間、プロトンはエネルギーを放出し、ADPの酸化的リン酸化の過程でATPに変換されます（アデノシン 二リン酸）および無機 リン酸塩。 ATPは、体内のほとんどすべてのエネルギーを消費する代謝プロセスの全能エネルギー担体として機能します。 エネルギーが代謝過程で使用されると、それはADPに変換され、発熱的に切断されます。 リン酸塩 グループ。
機能とタスク
呼吸鎖には、ミトコンドリアでも発生するクエン酸回路に関連して、体に十分な量の使用可能なエネルギーを提供するという役割と機能があります。 最終的に、物質グループの食品成分の分解プロセス 炭水化物、脂肪と タンパク質 つながる 呼吸鎖への分解プロセスの最後の部分では、食品成分に含まれるエネルギーがエネルギー的に使用可能なATPの形で体に利用可能になります。 人間の代謝の主な利点は、食品成分に含まれる化学エネルギーが排他的かつ制御不能に熱エネルギーに変換されるのではなく、ATPの形で保存されることです。 ATPは、体が必要に応じて時間的および空間的にずらして蓄積されたエネルギーを使用することを可能にします。 ほとんどすべてのエネルギーを消費する代謝プロセスは、エネルギー供給者としてATPに依存しています。 呼吸鎖は、XNUMXつのいわゆる複合体（I、II、III、IV）を含み、さらに最後のステップとして、ATPへのADPのリン酸化を含みます。これは、一部の著者によって複合体Vとも呼ばれます。 電子伝達鎖IとIIの両方で、ユビキノン、NAD / NADH（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）およびFAD（フラビンアデニンジヌクレオチド）に関連する酵素複合体が重要な役割を果たします。 複合体IIIおよびIVでのプロセスは、ユビキノールまたは酸化されたユビキノンとシトクロムcに酸化されるシトクロムcオキシダーゼの関与によっても発生します。 同時に、 酸素 2つのH +イオンを追加すると、水（H2O）に還元されます。 呼吸鎖は、関与する酵素触媒が絶えず再生し、代謝サイクルに新たに介入する一種のオープンサイクルと見なすことができます。 これは、生体触媒の完全なリサイクルにより、体の代謝に関して特にエネルギー効率が高く、資源の使用に関して特に効率的であることが判明しました（酵素）関与。
病気と病気
呼吸鎖には、多くの物質が関与する電子伝達のカスケードが含まれ、とりわけ、一種の生体触媒プロセスにおける複雑な酵素プロセスが含まれます。 これらのプロセスのいずれかが妨害されると、呼吸鎖自体が破壊されるか、極端な場合には完全にシャットダウンする可能性があります。原則として、多くの遺伝的欠陥が染色体セットで発生する可能性があります。ミトコンドリアDNAを分離します。 ミトコンドリアの遺伝的欠陥がある場合、男性の別のミトコンドリアDNAはもっぱら尾にあるため、母親だけが原因である可能性があります。 精子しかし、精子が卵子に浸透する前に拒絶され排泄されます。 呼吸鎖の過程で遺伝的に決定された障害を超えて、例えば呼吸鎖の自然または人工の阻害剤によって引き起こされる後天的な障害も可能である。 定義された部位で呼吸鎖を阻害する多くの物質が知られているため、呼吸鎖は完全に遮断されるか、機能が不十分になります。 他の物質は、いわゆる脱共役剤（プロトノフォア）として機能し、酸化ステップをはるかに速く進行させ、 つながる 増加する 酸素 要求する。 ここにも、自然および人工のデカップラーがあります。 いくつか 抗生物質 たとえば、殺菌剤は阻害剤として作用し、その一部は複合体I、II、またはIIIを攻撃します。 ザ・ 抗生物質 オリゴマイシンはATP合成酵素プロセスを直接阻害し、ATP合成を低下させます。 酸素 消費。 褐色脂肪組織は、ATPを介して迂回することなく、エネルギーを直接熱に変換できる自然な脱共役剤としても機能します。 呼吸鎖の機能障害は、通常、パフォーマンスの低下、および頻繁または一定のパフォーマンスによって現れます。 疲労 と倦怠感。
