Caminos metabólicos generales y específicos. Las principales vías bioquímicas de la transformación microbiológica de los contaminantes.

Introducción al metabolismo (bioquímica).

El metabolismo o metabolismo es una combinación de reacciones químicas en el cuerpo, que proporcionan sus sustancias y la energía necesaria para la vida. El proceso de metabolismo, acompañado por la formación de compuestos más simples del complejo, se denota por el término - catabolismo. El proceso viene en la dirección opuesta y liderando, en última instancia, a la formación de un producto complejo de un anabolismo relativamente más simple. Los procesos anabólicos están acompañados por el consumo de energía, la liberación catabólica.

El anabolismo y el catabolismo no son una simple reacción de las reacciones. Las vías anabólicas deben diferir de las trayectorias de catabolismo al menos una de las reacciones enzimáticas a regularse de forma independiente, y debido a controlar la actividad de estas enzimas, se regula la tasa de descomposición total y la síntesis de sustancias. Las enzimas que determinan la velocidad de todo el proceso en su conjunto se denominan llave.

Además, el camino en el que el catabolismo de una u otra molécula puede ser inadecuada para su síntesis para consideraciones de energía. Por ejemplo, la escisión de la glucosa de la glucosa a piruvato es un proceso que consta de 11 etapas consecutivas catalizadas por enzimas específicas. Parecería que la síntesis de glucosa del PIRUVAT debe ser un atractivo simple de todas estas etapas enzimáticas de su decadencia. Tal ruta aparece a primera vista y la más natural, y la más económica. Sin embargo, en realidad, la biosíntesis de la glucosa (glukenganesis) en el hígado fluye de manera diferente. Incluye solo 8 de las 11 etapas enzimáticas involucradas en su decadencia, y 3 etapas faltantes se reemplazan en él por un conjunto completamente diferente de reacciones enzimáticas inherentes a este camino biosítíntico. Además, las respuestas del catabolismo y el anabolismo a menudo se separan por las membranas y proceden en diferentes compartimientos celulares.

Tabla 8.1. Complementación de algunos caminos metabólicos en Hepatocyte.

Complemento	Caminos metabólicos
Citosol	Glicoliz, muchas reacciones de gluconeogénesis, activación de aminoácidos, síntesis de ácidos grasos
Membrana de plasma	Sistemas de transporte dependientes de la energía.
	Replicación de ADN, síntesis de varios tipos de ARN.
Ribosomas	Proteína de síntesis
Lisosomas	Aislamiento de enzimas hidrolíticas.
complejo de Golgi	Formación de membrana plasmática y burbujas secretoras.
Micromomes	Localización de la catalasa y las oxidasas de aminoácidos.
Retículo endoplásmico	Syntesis lipídico
Mitocondria	Ciclo de ácido tricarboxílico, cadena de respiración de telas, oxidación de ácidos grasos, fosforilación oxidativa.

El metabolismo realiza 4 funciones:

1. Suministre el organismo de la energía química obtenida dividiendo la energía rica de sustancias alimentarias;

2. la transformación de sustancias alimentarias en los bloques de construcción, que se utilizan en la célula para la biosíntesis de macromoléculas;

3. Montaje macromolecular (biopolímeros) y estructuras supramoleculares de un organismo vivo, plástico y mantenimiento de energía de su estructura;

4. Síntesis y destrucción de las biomoléculas que son necesarias para realizar características específicas de la célula y el cuerpo.

El camino metabólico es una secuencia de transformaciones químicas de una sustancia particular en el cuerpo. Los productos intermedios formados durante el proceso de transformación se denominan metabolitos, y la última conexión de la ruta metabólica es el producto final. Un ejemplo de un camino metabólico es glicoliz, síntesis de colesterol.

El ciclo metabólico es un camino metabólico, uno de los productos finitos de los cuales es idéntica a una de las conexiones involucradas en este proceso. Los ciclos metabólicos más importantes del cuerpo humano son el ciclo de ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) y el ciclo de urea de ornitina.

Casi todas las reacciones metabólicas se relacionan en última instancia, ya que el producto de una reacción enzimática sirve como un sustrato para otro, que en este proceso juega el papel de la siguiente etapa. Por lo tanto, el metabolismo se puede representar como una red extremadamente compleja de reacciones enzimáticas. Si el flujo de nutrientes en una parte de esta red disminuye o se rompe, entonces los cambios pueden ocurrir en otra parte de la red en respuesta, para que este primer cambio sea de alguna manera equilibrado o compensado. Además, tanto las reacciones catabólicas como las anabólicas se ajustan de tal manera que proceden más económicamente, es decir, con la energía y sustancias más bajas. Por ejemplo, la oxidación de los nutrientes en la célula se realiza a una velocidad, simplemente suficiente para satisfacer sus necesidades energéticas en este momento.

Catabolismo específico y compartido.

Tres etapas difieren en el catabolismo:

1. Los polímeros se convierten en monómeros (proteínas, en aminoácidos, carbohidratos en monosacáridos, lípidos, en glicerol y ácido graso). La energía química se disipa en forma de calor.

2. Los monómeros se convierten en productos comunes, en la mayoría abrumadora en acetil-cola. La energía química se disipa parcialmente en forma de calor, se acumula parcialmente en forma de formas de coeficientes restauradas (NADB, FADN2), parcialmente fuentes en los enlaces macroérgicos de ATP (fosforilación de sustrato).

La 1ª y la segunda etapa del catabolismo pertenecen a los caminos específicos que son únicos para el metabolismo de las proteínas, los lípidos y los carbohidratos.

3. La etapa final del catabolismo se reduce a la oxidación de acetil-coolas a CO 2 y H2O en las reacciones del ciclo de ácido tricarboxílico (ciclo de CREC): la trayectoria general del catabolismo. Reacciones oxidativas El camino común del catabolismo es conjugado con una cadena de respiración de tejidos. Al mismo tiempo, la energía (40-45%) está en forma de ATP (fosforilación oxidativa).

Como resultado de los caminos específicos y comunes del catabolismo, los biopolímeros (proteínas, carbohidratos, lípidos) se desintegran a CO 2, H2O y NH 3, que son los principales productos catabólicos finitos.

Metabolitos normalmente y con patología.

En una jaula viva, cientos de metabolitos se forman cada segundo. Sin embargo, sus concentraciones son compatibles con un determinado nivel, que es un valor constante bioquímico o de referencia específico. Durante las enfermedades, hay un cambio en la concentración de metabolitos, que es la base de los diagnósticos de laboratorio bioquímico. Los metabolitos normales incluyen glucosa, urea, colesterol, proteína sérica común y varios otros. La salida de la concentración de estas sustancias más allá de los límites de las normas fisiológicas (un aumento o disminución) indica una violación de su intercambio en el cuerpo. Además, una serie de sustancias en el cuerpo. hombre saludable Se encuentra solo en ciertos fluidos biológicos, que es causada por los detalles de su metabolismo. Por ejemplo, las proteínas séricas normalmente no pasan a través del filtro renal y, en consecuencia, no se detectan en la orina. Pero con la inflamación de los riñones (glomerulonefritis), las proteínas (principalmente albúmina) penetran en la cápsula del gellas, aparecen en la orina: proteinuria y se interpretan como componentes patológicos de la orina.

Los metabolitos patológicos son las proteínas de mieloma (proteínas BEN-JONES), paraproteinas en la macrooglobulinemia de los palos de Valden, la acumulación de glucógeno anómalo durante las glucogenasas, varias fracciones de los lípidos complejos durante los esfingolipidos, etc. Sólo se encuentran para enfermedades y para un cuerpo sano no es característico.

Niveles estudiando el metabolismo.

Niveles de aprendizaje de metabolismo:

1. Organismo entero.

2. órganos aislados (perfeccionables).

3. Secciones de tejido.

4. Culturas celulares.

5. Homogeneos de tejido.

6. Organelles celulares aislados.

7. Nivel molecular (enzimas purificadas, receptores, etc.).

Muy a menudo, los isótopos radiactivos (3 h, 32 p, 14 C, 35 S, 18 o) se utilizan para estudiar el metabolismo, que son sustancias marcadas introducidas en el cuerpo. Luego, puede rastrear la localización de celdas de estas sustancias, para determinar la vida media y sus caminos metabólicos.

Higo. 8.1. Caminos catabólicos específicos y comunes.

Capítulo 9. Membranas biológicas.

La célula representa el sistema biológico, cuya base son las estructuras de membrana que separan la célula del entorno externo, formando sus compartimentos (compartimentos), además de garantizar el recibo y la eliminación de metabolitos, percepción y transmisión de señales y son organizadores estructurales. de caminos metabólicos.

El funcionamiento acordado de los sistemas de membrana: los receptores, las enzimas, los mecanismos de transporte ayudan a mantener la homeostasis celular y, al mismo tiempo, responden rápidamente a los cambios en el entorno externo.

Las membranas son estructuras supramoleculares no significativas. Las proteínas y los lípidos en ellos se mantienen unidos por muchas interacciones no covalentes (cooperativas por naturaleza).

Las funciones principales de las membranas se pueden atribuir:

1. Separación de células del medio ambiente y la formación de compartimentos intracelulares (compartimentos);

2. Control y regulación del transporte de una gran variedad de sustancias a través de membranas (permeabilidad electoral);

3. Participación en la prestación de interacciones intercelulares;

4. Percepción y transmisión de señal dentro de la célula (recepción);

5. Localización de enzimas;

6. Función de transformación de energía.

Las membranas son asimétricas en la relación estructural y funcional (los carbohidratos siempre se localizan afuera y no están en el interior de la membrana). Estas son estructuras dinámicas: la proteína y los lípidos incluidos en su composición pueden moverse en el plano de la membrana (difusión lateral). Sin embargo, también hay una transición de proteínas y lípidos en un lado de la membrana a otra (difusión transversal, chanclas), que se produce extremadamente lento. La movilidad y la fluidez de las membranas dependen de su composición: las proporciones de ácidos grasos saturados e insaturados, así como el colesterol. La fluidez de la membrana es menor que la saturación de ácidos grasos en fosfolípidos y más contenido colesterol. Además, la membrana se caracteriza por auto-ensamblaje.

Propiedades generales de las membranas celulares:

1. Fácilmente permeable para el agua y los compuestos lipófilos neutros;

2. en menor medida, permeable para sustancias polares (azúcar, amidas);

3. Pobre permeable para pequeños iones (Na +, Cl - et al.);

4. Caracterizar la alta resistencia eléctrica;

5. asimetría;

6. Puede restaurar espontáneamente la integridad;

7. Liquidez.

Composición química de las membranas.

Las membranas consisten en moléculas de lípidos y proteínas, la cantidad relativa de la cual diferentes membranas están ampliamente fluctuadas. Los carbohidratos están contenidos en forma de glicoproteínas, glicolípidos y son de 0.5% -10% de las sustancias de la membrana. De acuerdo con el modelo de mosaico líquido de la estructura de la membrana (Senjer y Nicholson, 1972), la base de la membrana es una capa doble lipídica, en la formación de fosfolípidos y glicolípidos. La bicapa lipídica está formada por dos filas de lípidos, cuyos radicales hidrófobos están ocultos en el interior, y los grupos hidrófilos se producen y en contacto con el medio acuoso. Las moléculas de proteínas como se disuelven en bisal lipídico y "nadan en el mar lipídico en forma de icebergs en los que crecen los árboles de Glycicalis".

Membranas de lípidos.

Los lípidos de la membrana son moléculas anfifilicas, es decir. La molécula tiene tanto grupos hidrófilos (cabezas polares) y radicales alifáticos (colas hidrófobas), formando espontáneamente a las bicapas, en las que las colas de lípidos se dirigen entre sí. El grosor de una capa lipídica es de 2.5 nm, de los cuales 1 NM cuenta para la cabeza y 1,5 nm en la cola. Hay tres tipos principales de lípidos en las membranas: fosfolípidos, glicolípidos y colesterol. La relación molar promedio de colesterol / fosfolípidos es de 0.3-0.4, pero en la membrana plasmática, esta relación es mucho mayor (0.8-0.9). La presencia de colesterol en las membranas reduce la movilidad de los ácidos grasos, reduce la difusión lateral de los lípidos y las proteínas.

Los fosfolípidos se pueden dividir en gliceluphosfolípidos y esfingopolípidos. Las membranas de glicelofosfolípidos más comunes: fosfatidilcolinas y fosfatidilthatonalolaminas. Cada glicelupholipido, por ejemplo, la fosfatidilcolina, está representada por varias docenas de fosfatidilcolinas, que difieren entre sí por la estructura de los residuos de ácidos grasos.

La proporción de gliceluphosfolípidos representa el 2-8% de todos los fosfolípidos de membrana. El más común es la fosfatidilositis.

Los fosfolípidos específicos de las mitocondrias de la membrana interna: las cardiolipinas (difosfatidglicere), construidas sobre la base de glicerol y dos residuos de ácido fosfático, son aproximadamente el 22% de todos los fosfolípidos de las membranas mitocondriales.

En la cáscara de la mielina de las células nerviosas en cantidades significativas contienen spingomielins.

Las membranas glicolípidas están representadas por cerebroides y gangliosidos, en los que la parte hidrófoba está representada por la ceramida. El grupo hidrofílico es un residuo de carbohidratos: un enlace de glicósido unido al grupo hidroxilo del primer átomo de carbono de la ceramida. En cantidades significativas de glicolípidos se encuentran en los hornos de células cerebrales, epitelio y glóbulos rojos. Los ganglósidos de los eritrocitos de diferentes individuos difieren en la estructura de las cadenas de oligosacáridos y exhiben propiedades antigénicas.

El colesterol está presente en todas las membranas de las células animales. Su molécula consiste en un kernel hidrófobo rígido y una cadena de hidrocarburos flexible, un solo grupo hidroxilo es una cabeza polar.

Funciones de los lípidos de membrana.

Las membranas de fosfo y glicolípidos, además de participar en la formación de bicapa lipídica, realice una serie de otras funciones. Los lípidos de las membranas forman un medio para el funcionamiento de las proteínas de membrana que toman la conformación nativa en ella.

Algunos lípidos de membrana son antecesores de intermediarios secundarios al transferir señales hormonales. Así que el fosfato de fosfatidilindold bajo la influencia de la fosfolipasa con hidrolizado a la diacilglicerol y el inositatrifosfato, que son intermediarios de hormona secundaria.

Una serie de lípidos están involucrados en la fijación de proteínas de cuerpo. Un ejemplo de una proteína superpuesta es la acetilcolinesterasa, que se fija en una membrana postsináptica para la fosfatilidadlerositol.

Proteínas de membrana.

Las proteínas de membrana son responsables de la actividad funcional de las membranas y sus crías de 30 a 70%. Las proteínas de la membrana difieren en su posición en la membrana. Pueden penetrar profundamente la bicapa lipídica o incluso perforarla: proteínas integrales, de diferentes maneras de unirse a las proteínas de la superficie de la membrana, o, para entrar en contacto con covalidez con las proteínas prestadas. Las proteínas de la superficie casi siempre son glicosiladas. Los restos de oligosacáridos protegen la proteína de la proteína, participan en el reconocimiento de ligandos y adherencia.

Las proteínas localizadas en la membrana realizan funciones estructurales y específicas:

1. Transporte;

2. Enzimático;

3. receptor;

4. Antigénico.

Mecanismos de sustancias de transporte de membrana.

Hay varias formas de transferir sustancias a través de la membrana:

1. difusión simple - Esta es la transferencia de pequeñas moléculas neutras al gradiente de concentración sin costos de energía y portadores. Lo más fácil es la difusión simple a través de la membrana lipídica de pequeñas moléculas no polares, como 2, esteroides, hormonas tiroideas. Pequeñas moléculas óseas polares - CO 2, NH3, H2O, etanol y urea: también se difunden con suficiente velocidad. La difusión de glicerol es mucho más lenta, y la glucosa es prácticamente incapaz de pasar por la membrana. Para todas las moléculas cargadas, independientemente del tamaño, la membrana lipídica no es permeable.

2. Difusión ligera. - Transferencia de una sustancia a un gradiente de concentración sin costos de energía, sino con un portador. Característica para sustancias solubles en agua. La difusión de la luz difiere de simple mayor velocidad Habilidad de transferencia y saturación. Distinguir dos variedades de difusión ligera:

Transporte en canales especiales formados en proteínas transmemorgicas (por ejemplo, canales cationariales);

El uso de las translocasas de proteínas que interactúan con un ligando específico, proporciona su difusión por un gradiente de concentración (ping-pong) (transferencia de glucosa a los glóbulos rojos con una proteína glut-1).

La transferencia cinética de sustancias de difusión liviana se asemeja a una reacción enzimática. Para transversal, hay una concentración saturable de ligando, en la que se ocupan todos los centros de unión a proteínas con ligando, y las proteínas se operan a la velocidad máxima. Por lo tanto, la velocidad del vehículo de la difusión facilitada depende no solo del gradiente de las concentraciones de la sustancia portátil, sino también en el número de portadores de beack en la membrana.

La difusión simple y liviana se refiere al transporte pasivo, ya que sucede sin costos de energía.

3. Transporte activo - Transporte de sustancia contra el gradiente de concentración (partículas no cargadas) o un gradiente electroquímico (para partículas cargadas), que requieren costos de energía, con mayor frecuencia ATP. Dos tipos de TI se distinguen: el transporte activo principal utiliza la energía de ATP o el potencial redox y se lleva a cabo utilizando el transporte ATP-AZ. Los más comunes en la membrana plasmática de las células humanas Na +, K + - ATP-AZA, CA 2 + -AZA, N + -TF-AZA.

Con transporte secundario activo, el gradiente de iones, creado en la membrana debido a la operación del sistema primario transporte activo (Absorción de células intestinales de glucosa y reabsorción de la glucosa primaria de orina y aminoácidos por células renales realizadas cuando los iones de Na + se mueven a lo largo del gradiente de concentración).

Transferencia a través de la membrana macromolécula. Transferencia de proteínas de transporte a través de la membrana celular de las moléculas polares de tamaño pequeño, pero no pueden transportar macromoléculas, como proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos o partículas individuales.

Los mecanismos con los que las células pueden absorber tales sustancias o eliminarlas de la célula difieren de los mecanismos de transporte de iones y compuestos polares.

1. Endocitosis. Esta transferencia de una sustancia del medio a una celda junto con una parte de la membrana plasmática. Por la endocitosis (fagocitosis), las células pueden absorber partículas grandes, como virus, bacterias o fragmentos de células. La absorción del líquido y las sustancias disueltas en ella usando pequeñas burbujas se llama pinocitosis.

2. Ecocitosis. Las macromoléculas, como las proteínas plasmáticas de sangre, las hormonas peptídicas, las enzimas digestivas se sintetizan en las células y luego se secretan en el espacio o la sangre intercelular. Pero la membrana no es permeable para tales macromoléculas o complejos, su secreción ocurre por la exocitosis. El cuerpo tiene la trayectoria de exocitosis ajustable y no regulada. La secreción no regulada se caracteriza por la síntesis continua de proteínas secretadas. Un ejemplo es la síntesis y la secreción de fibroblastos de colágeno para la formación de una matriz intercelular.

Para la secreción ajustable, el almacenamiento de moléculas preparadas para las burbujas de transporte son características. Con la ayuda de la secreción ajustable, se produce la selección de enzimas digestivas, así como la secreción de hormonas y neurotransmisores.

Capítulo 10. Intercambio de energía. Oxidación biológica

Los organismos vivos desde el punto de vista de la termodinámica son sistemas abiertos. La energía es posible entre el sistema y el medio ambiente, que ocurre de acuerdo con las leyes de la termodinámica. Cada compuesto orgánico que ingresa al cuerpo tiene una determinada reserva de energía (E). Parte de esta energía se puede utilizar para hacer un trabajo útil. Dicha energía se llama energía libre (G). La dirección de la reacción química se determina por el valor de la DG. Si este valor es negativo, la reacción procede espontáneamente. Tales reacciones se llaman ejercicios. Si la DG es positiva, entonces la reacción procederá solo cuando la energía libre se reciba desde el exterior, estas son reacciones envergonales. EN sistemas biológicos Las reacciones endergónicas termodinámicamente desventajas pueden ocurrir solo debido a la energía de las reacciones ejercitales. Tales reacciones se denominan conjugado de energía.

La función más importante de muchas membranas biológicas es la conversión de una forma de energía a otra. Las membranas con tales funciones se denominan formación de energía. Cualquier membrana que realice una función de energía sea capaz de convertir la energía química de sustratos oxidados o ATP en energía eléctrica, a saber, a la diferencia transmembrana de potenciales eléctricos (DY) o en la energía de la diferencia de concentración contenida en las soluciones de membrana separadas, y vice VERSA. Entre las membranas formadoras de energía que tienen el mayor valor, Es posible nombrar las mitocondrias interiores de la membrana, la membrana citoplásmica exterior, la membrana de los lisosomas y el complejo GOLGI, retículo sarcoplásmico. La membrana exterior Mitochondria y la membrana nuclear no pueden convertir una forma de energía a otra.

La conversión de energía en una célula viva es descrita por el siguiente esquema general:

Recursos energéticos → Δμi → Trabajo

donde Δμi es la diferencia transmembrana de los potenciales electroquímicos de ION I. Por lo tanto, los procesos de utilización de la energía y la Comisión debido a su trabajo se convierten en conjugarse a través de la formación y el uso de δμi. Por lo tanto, este ion se puede llamar el ion de apareamiento. El ion principal de apareamiento en la celda EUKARYOT es H +, y, respectivamente, Δμ N + es la principal forma de energía convertible. El segundo ion de apareamiento más grande es Na + (Δμna +). Mientras que Ca 2+, K + y CL, no se utilizan para hacer ningún trabajo.

La oxidación biológica es el proceso de deshidrogenación del sustrato utilizando los portadores intermedios de hidrógeno y su aceptador final. Si el oxígeno aparece en el rol del aceptador final, el proceso se llama oxidación aeróbica o respiración de tejidos, si el aceptador final no está representado por oxígeno, oxidación anaeróbica. La oxidación anaeróbica tiene un valor limitado en el cuerpo humano. La función principal de la oxidación biológica es la provisión de células de energía en forma accesible.

La respiración de la tela es el proceso de oxidación de hidrógeno mediante oxígeno a las enzimas de agua de una cadena respiratoria de tejido. Fluye según el siguiente esquema:

La sustancia se oxida si los electrones y los protones (los átomos de hidrógeno están al mismo tiempo), o se adjunta un oxígeno. La capacidad de la molécula para dar electrones por otra molécula está determinada por el potencial redox (potencial redox). Cualquier compuesto puede darle electrones solo una sustancia con una mayor oxidación y potencial de reducción. El oxidante y el agente reductor siempre forman un par conjugado.

Seleccione 2 tipos de sustratos oxidados:

1. Dependiente de la piridina: alcohol o aldehído - isocitrato, α-ketoglutarato, piruvato, malato, glutamato, β-hidroxiacil-coa, β-hidroxibutirato, - deshidrogenasas sobre dependientes están involucradas en su deshidrogenación.

2. Los dependientes de la flavina: son derivados de hidrocarburos: succinato, acil-coa, glicerol-3-fosfato, colina, durante la deshidrogenación, transmite hidrógeno a la deshidrogenasa dependiente de FD.

El circuito de respiración del tejido es una secuencia de portadores de protones de hidrógeno (H +) y electrones de un sustrato oxidado para el oxígeno localizado en las mitocondrias de membrana interna.

Higo. 10.1. Esquema CTD

Componentes CTD:

1. Sustratos dependientes de la piridina deshidratados excesivamente dependientes y aceleran 2ē y un H +.

2. FAD (FMN) - Las deshidrogenasis dependientes aceleran 2 átomos de hidrógeno (2n + y 2ē). La deshidrogenasa dependiente de FMN se deshidrata solo NADB, mientras que la deshidrogenasa fasada oxidaba sustratos dependientes de la flavina.

3. El Ubiquinon del portador soluble en grasa (COENZIME Q, KAQ), se mueve con fluidez a través de la membrana mitocondrial y acelera dos átomos de hidrógeno y se convierte en CoQH 2 (forma restaurada - Ubiquinol).

4. Sistema de citocromo: transfiere solo los electrones. Las proteínas que contienen hierro citocromas, un grupo protésico de las cuales se recuerda por gema. En contraste con el hemo, el átomo de hierro en el citocromo puede moverse de manera reversible de dos al estado trivalente (Fe 3+ + ē → Fe 2+). Esto asegura la participación del citocromo en el transporte de electrones. El acto de citocromas en orden de aumentar su potencial redox y en la cadena respiratoria se encuentran de la siguiente manera: B-C 1 -C-A-A 3. Dos últimos trabajos en asociación como una citocromaoxidasa AA 3 enzima. La citocromoxidasa consta de 6 subunidades (2 - citocromo A y 4 - citocromo A 3). En el citocromo A 3, además de la plancha, hay átomos de cobre y transmite electrones directamente a Oxígeno. El átomo de oxígeno se cobra negativamente y adquiere la capacidad de interactuar con protones con la formación de agua metabólica.

Las proteínas RANDLE (FE), contienen hierro no protegido y participan en los procesos redox que se producen en un mecanismo de unectrón y se asocian con flavoproteínas y citocromo B.

Organización estructural de la cadena de la respiración de telas.

Los componentes de la cadena respiratoria en el formulario interno de la membrana Mihocondria.

1. I Complejo (Nadn-Kokh 2-Heductase): toma los elecciones del NADP mitocondrial y los transporta a Kaq. Los protones se transportan al espacio de interrelación. Un aceptador intermedio y portador de protones y electrones son FMN y hierro y ardillas de hierro. I Complejo comparte el flujo de electrones y protones.

2. II Complejo - Succinat - CoQ - reductasa: incluye deshidrogenasis dependientes de Phad y proteínas terrestres de hierro. Transporta electrones y protones de sustratos dependientes de la flavina para la ubiquinona, con la formación de FADN 2 intermedio.

Ubiquinon se mueve fácilmente a través de la membrana y transmite electrones al complejo III.

3. El III complejo - Kokh 2 - Citocromo C - Reductasa: tiene en su composición citocromo B y C 1, así como proteínas superior de hierro. El funcionamiento de la CoQ con el complejo III conduce a la separación del flujo de protones y electrones: los protones de la matriz se bombean en el espacio de la interrupción de las mitocondrias, y los electrones se transportan más a lo largo del CTD.

4. Complejo IV: el citocromo A - Citocroma oxidasa: contiene citocroma oxidasa y transporta electrones al oxígeno del portador intermedio del citocromo C, que es un componente móvil de la cadena.

Hay 2 variedades de CTD:

1. Cadena completa: los sustratos dependientes de la piridina entran en ella y los átomos de hidrógeno traicionados para deshidrogenasis sobre dependientes.

2. CTD incompleto (acortado o reducido) en el que los átomos de hidrógeno se transmiten de los sustratos dependientes por fases, evitando el primer complejo.

ATF Fosforilación Oxidativa

La fosforilación oxidativa es el proceso de formación de ATP, conjugado con el transporte de electrones de acuerdo con la cadena de respiración tisular de un sustrato oxidado para el oxígeno. Los electrones siempre se esfuerzan por moverse de los sistemas electronegativos a la electropositiva, por lo que su transporte en CTD está acompañado por una disminución de la energía libre. En la cadena respiratoria en cada etapa, la reducción de la energía libre se produce de forma gradual. En este caso, se pueden distinguir tres áreas en las que la transferencia de electrones está acompañada por una disminución relativamente grande de la energía libre. Estas etapas son capaces de proporcionar energía. síntesis ATF.Dado que la cantidad de energía libre liberada es aproximadamente igual a la energía requerida para la síntesis de ATP de ADF y fosfato.

Para explicar los mecanismos de la conjugación respiratoria y la fosforilación, se presenta un rango de hipótesis.

Mecanquímico o conformacional (caldera verde).

En el proceso de transformación de protones y electrones, la conformación de las proteínas-enzimas cambia. Van a una nueva y rica en estado conformacional de energía, y luego al regresar a la conformación original, dan energía a la síntesis de ATP.

Hipótesis de maridaje químico (lipman).

En conjugación de la respiración y la fosforilación, las sustancias "conjugadas" están involucradas. Aceleran protones y electrones e interactúan con H 3 PO 4. En el momento de la devolución de protones y electrones, la fianza de fosfato se convierte en un grupo macroeerígico y fosfato transmitido a ADP para formar ATP mediante fosforilación de sustratos. La hipótesis es lógica, pero aún así no asignada sustancias "conjugadas".

Hipótesis hemioosmótica Peter Mitchell (1961)

Los principales postulados de esta teoría:

1. La mitocondria de la membrana interna es impermeable para ION N + y TI -;

2. Debido a la energía de transporte de electrones a través de I, III y IV, se compran protones de los complejos de cadena respiratoria de la matriz;

3. Se produce un potencial electroquímico en la membrana es una forma intermedia de suministro de energía;

4. La devolución de protones en la matriz de mitocondrias a través del canal de protones ATP Synthase es un proveedor de energía para la síntesis de ATP según el esquema

Adf + n 3 RO 4 → ATP + N 2

Evidencia de teoría quimioológica:

1. En la membrana interna hay un gradiente H + y se puede medir;

2. Crear un gradiente H + en Mitochondria está acompañado por una síntesis de ATP;

3. Los ionóforos (separadores), destruyendo el gradiente de protones, inhiben la síntesis de ATP;

4. Inhibidores que bloquean el transporte de protones a lo largo de los canales de protones de ATP Synthase, inhiben la síntesis de ATP.

Estructura ATP-SYNTASTE

ATP-Synthase: proteína integral de las mitocondrias de la membrana interna. Se encuentra cerca de la cadena respiratoria y se indica como el complejo V. ATP-Synthase consiste en 2 subunidades denotadas como F 0 y F 1. El complejo hidrofóbico F 0 se sumerge en las mitocondrias de la membrana interna y consiste en varios proteers que forman el canal a lo largo de los cuales los protones se transfieren a la matriz. La subunidad F 1 actúa en la matriz mitocondrial y consta de 9 protegidos. Además, tres de ellos se unen a las subunidades F 0 y F 1, formando un tipo de pierna y son sensibles a la oligomicina.

La esencia de la teoría quimioológica: debido a la energía de la transferencia de electrones por CTD, los protones se mueven a través de la membrana mitocondrial interna en el espacio de interrelación, donde se crea el potencial electroquímico (Δμ N +), lo que conduce a una protuberancia conformacional de la Centro activo ATP-Synthase, lo que resulta en un posible transporte inverso de protones a través de los canales de protones de ATP-Synthase. Al devolver a los protones, el potencial electroquímico se transforma en la energía de la comunicación macroergica ATP. El ATP resultante con una proteína portadora transversal se mueve a las células de citosol, y a cambio a la matriz, ADP y FN ARR.

El coeficiente de fosforilación (P / O) es el número de átomos de fosfato inorgánico incluido en las moléculas ATP, en términos de un átomo utilizado en el oxígeno absorbido.

Puntos de fosforilación: áreas en la cadena respiratoria, donde la energía de transporte electoral se utiliza para generar un gradiente de protones, y luego en el curso de la fosforilación, en forma de ATP:

1. 1 punto, entre deshidrogenasas dependientes de la piridina y dependientes de la flavina; 2 artículo - entre los citocromas B y C 1; 3 artículo - entre los citocromas A y A 3.

2. En consecuencia, cuando se oxidan sustratos excesivamente dependientes, el coeficiente de R / O es 3, ya que los electrones de NADB se transportan con la participación de todos los complejos CTD. La oxidación de los sustratos dependientes por fases viene alrededor del complejo I de la cadena respiratoria y P / O es 2.

Trastornos del intercambio de energía

Todas las células vivas necesitan constantemente ATP para implementar diversas actividades. La violación de cualquier etapa del metabolismo, lo que lleva al cese de la síntesis de ATP, es desastroso para la célula. Las telas con las necesidades de alta energía (CNS, miocardio, riñones, músculos y hígado esquelético) son los más vulnerables. Los estados en los que la síntesis de ATP se reduce para combinar el término "hipoenergético". Las razones de estos estados se pueden dividir en dos grupos:

Alimentario: ayuno e hipovitaminosis B2 y RR: existe una violación de la entrega de sustratos oxidados en la CTD o la síntesis de las coenzimas.

Surgir hipóxico en la interrupción de la entrega o utilización de oxígeno en la célula.

Regulación de CTD.

Se lleva a cabo utilizando el control respiratorio.

El control respiratorio es la regulación de la tasa de transferencia de electrones por la cadena respiratoria por ATP / ADP. Cuanto menos actúe esta actitud, más intensa se va la respiración y el ATP se sintetiza activamente. Si no se usa ATP, y su concentración en la célula aumenta, el flujo de electrones al oxígeno cesa. La acumulación de ADP aumenta la oxidación de sustratos y la absorción de oxígeno. El mecanismo de control respiratorio se caracteriza por una alta precisión y es importante, ya que como resultado de su funcionamiento, la tasa de síntesis ATP corresponde a las necesidades de la célula en energía. Las reservas ATP en la célula no existen. Las concentraciones relativas de ATP / ADF en tejidos se cambian en límites estrechos, mientras que el consumo de energía de la célula puede variar en decenas de veces.

El bioquímico estadounidense D. Chans propuso considerar 5 estados de mitocondria, en la que su velocidad respiratoria está limitada por ciertos factores:

1. Desventajas SH 2 y ADP: la velocidad de respiración es muy baja.

2. Desventaja SH 2 En presencia de ADP, la velocidad es limitada.

3. Hay SH 2 y ADF: respirando muy activamente (limitado solo por la velocidad del transporte de iones a través de la membrana).

4. La falta de ADP si hay SH 2: la respiración es inhibida (estado de control respiratorio).

5. Falta de oxígeno, si hay SH 2 y ADP, un estado de anaerobiosis.

Las mitocondrias en una célula de descanso se encuentran en un estado de 4, a las cuales la velocidad de la respiración está determinada por la cantidad de ADP. Durante el trabajo reforzado, puede estar en estado 3 (las posibilidades de la cadena respiratoria están agotadas) o 5 (falta de oxígeno) - hipoxia.

Los inhibidores de CTD son medicamentos que bloquean la transferencia de electrones por CTD. Estos incluyen: Barcitúes (amital), que bloquean los electrones que transportan a través del complejo I de la cadena respiratoria, el antimicina antibiótico bloquea la oxidación del citocromo B; El monóxido de carbono y los cianuros inhiben la citocromoxidasa y el transporte de electrones de bloqueo al oxígeno.

Los inhibidores de la fosforilación oxidativa (oligomicina) son sustancias que bloquean el transporte de H + a lo largo del canal de protones de ATP-Synthase.

Las discapacidades de fosforilación oxidativas (ionóforos) son sustancias que suprimen la fosforilación oxidativa sin afectar el proceso de transferencia de electrones por CTD. El mecanismo de acción de los separadores se reduce al hecho de que son sustancias solubles en grasa (lipofílica) y tienen la capacidad de asociar protones y transferirlos a través de la membrana interna de mitocondrias en la matriz, pasando por alto el canal de protones de ATP-Synthase. La energía liberada se disipa en forma de calor.

Discapacidades artificiales - DinitroFenol, derivados de vitamina K (Dicumurol), algunos antibióticos (Olinomicina de Valina).

Discapacidades naturales son productos de peroxidación de lípidos, ácidos grasos de cadena larga, grandes dosis de hormonas tiroideas que contienen yodo, proteínas termogénicas.

La función termorreguladora de la respiración del tejido se basa en desobedios y fosforilaciones. Las mitocondrias del tejido adiposo marrón producen más calor, ya que la proteína de termogenina presente en ellas desestima la oxidación y la fosforia. Es importante para mantener la temperatura corporal de los recién nacidos.

A diferencia de la variedad de macromir (el mundo de la vista grande y visible a la vista desnuda de las criaturas), el mundo de los microbios se caracteriza por una monotonía relativa. Actualmente existen más de 3000 tipos diferentes de bacterias, pero su apariencia se divide en 3 formas principales:

Tamaños de carácter o elipsed (COCIR) de 1 a 2 micrones (Fig. 1.3). Cockki pertenece a la forma más fácil de bacterias; Pueden conectarse entre sí, formando diplococos (dos), tetra-kokki (cuatro) y estreptococos (cadenas); - Tamaños picados o cilíndricos de 1 a 5 micro (Fig. 1.4). También son capaces de unirse mutuamente en la cadena de sauces pares y dar una gran variedad de formas de bacterias (Diprobacteria, Dipobacilla, Streptobacillia, Streptobacteria); - Disculpas o espirilas con dimensiones de 1 a 30 micras.

Microorganismos destructores. El papel principal en la transformación y mineralización de los xenobióticos orgánicos pertenece a microorganismos quimorganotróficos (heterotróficos), especialmente bacterias, sintetizando una variedad de sistemas enzimáticos.

De las bacterias que rompen los xenobióticos orgánicos, en la frecuencia de ocurrencia, el número de tipos (alrededor de 30) y el espectro de los compuestos destruidos es el primer lugar que ocupa Pseudomonads.

La actividad biodegradante de la comunidad de microorganismos depende de su composición, tasa de crecimiento e intercambio entre los tipos de nutrientes y material genético. Los metabolitos accesibles pueden ser tóxicos para un componente de la comunidad y pueden ser absorbidos por otros microorganismos, que se aceleran en agregar el proceso de descomposición (el fenómeno de la desintoxicación).

Dadas las formas de obtener objetos biológicos: destructores de xenobiotics, hay dos variantes de bioocométrico y bioremediasis. La primera opción es para sitios con contaminación antigua, donde la microflora aborigen, casi siempre vive, capaz de transformarlos. Dicha contaminación se puede eliminar en el lugar.(en su lugar) sin hacer biopreparaciones. Al mismo tiempo, la biodegradación está limitada por los factores ambientales y las propiedades de contaminación, como el contenido de oxígeno en el medio, la solubilidad de la sustancia contaminante, etc. La segunda opción está pre-obtenida por una cepa biológicamente activa, las células viables se acumulan. , que se traen en forma de biopreparación en un medio contaminado. Esta opción es recomendable aplicar en las regiones del Norte y al procesar lugares con contaminación inacabada;

La capacidad de los microorganismos para destruir xenobióticos u otros contaminantes depende de la presencia de genes en células que determinan la síntesis de las enzimas involucradas en la degradación del compuesto. El diseño de cepas recombinantes: los destructores de xenobióticos es combinar varios genes o sus bloques responsables del metabolismo primario de los compuestos. La ventaja de una asociación de este tipo es microorganismos modificados genéticamente (GMMOS) puede sintetizar varios sistemas de enzimas, lo que hace posible destruir de manera efectiva y rápida una amplia gama de contaminación química.

Tratamiento de aguas residuales biológicas. Conceptos de circuito de tratamiento de aguas residuales. Principios básicos de trabajo, métodos y estructuras de tratamiento de aguas residuales biológicas aeróbicas y anaeróbicas y procesamiento de residuos industriales.

Clasificación de métodos de limpieza biológica. Métodos biológicos La purificación se utiliza para purificar las aguas residuales domésticas y industriales (Fig.2.1) de muchos productos orgánicos disueltos y algunos sustancias inorgánicas (sulfuro de hidrógeno, sulfuros, amoníaco, nitratos, etc.). El proceso de limpieza se basa en la capacidad de los microorganismos para utilizar estas sustancias para la nutrición. Ponerse en contacto con sustancias orgánicas de microorganismos. Los destruya parcialmente, se convierte en agua, dióxido de carbohidratos, nitrito, sulfations, etc. Las sustancias orgánicas para los microorganismos son una fuente de carbono. La destrucción de sustancias orgánicas con microorganismos se llaman oxidación bioquímica.

Los procesos microbiológicos anaeróbicos se llevan a cabo con mineralización de sustancias orgánicas disueltas y fases sólidas de aguas residuales. Los procesos anaeróbicos fluyen en el ritmo de cámara lenta, se utilizan sin acceso de oxígeno, se utilizan principalmente a precipitaciones fervientes. El método de limpieza aeróbico se basa en el uso de grupos aeróbicos de microorganismos, para la actividad vital cuya actividad constante de oxígeno y una temperatura de 20-40 ° C.

La disponibilidad de cualquier sustancia, la oxidación biológica puede estimarse mediante el valor del indicador bioquímico, bajo el cual la relación de los valores del BOD completa (BOD está llena) y los modarios. El indicador bioquímico es el parámetro necesario para el cálculo y el funcionamiento de las estructuras biológicas industriales para el tratamiento de aguas residuales. Con una magnitud del indicador bioquímico, igual a o más de 0.5, las sustancias son la oxidación bioquímica. La magnitud del indicador bioquímico varía ampliamente para diferentes grupos de alcantarillado. Las aguas residuales industriales tienen un indicador bajo (0.05 - 0.3), aguas residuales domésticas, más de 0.5.

Construcción de tratamiento de aguas residuales biológicas. Las principales estructuras de limpieza bioquímica son aeroetenks y sumideros secundarios.

Aerotenk es un aparato con aguas residuales que fluyen constantemente, en lo más grueso de los cuales los microorganismos aeróbicos que consumen sustratos están desarrollando, es decir, "Contaminación" de esta aguas residuales. El tratamiento biológico de las aguas residuales en los aerotáticos ocurre como resultado de la actividad vital de los microorganismos de YALS activos. El agua residual se mezcla continuamente y está dirigida a la saturación del oxígeno al aire. Active IL es una suspensión de microorganismos capaces de floculación.

También hay una clasificación de AEROTANES en la magnitud de la "carga" en ACTIVE IL: alta cargada (Aerotanks para la limpieza incompleta), convencional y de baja carga (aerodinnicos de la aireación extendida). El sistema de aerificación, tiene una gran importancia en la construcción de Aerotanks. Los sistemas de aireación están diseñados para suministrar y distribuir oxígeno o aire en el aeróotano, así como mantener un mitin activo en suspensión.

Aerotenks-Mezcladores (Aerotenks de mezcla completa, Fig. 2, folletos) se caracterizan por un alimento uniforme en la longitud de la construcción de la fuente de agua y el yala activo y el grifo uniforme de la mezcla de silo. La mezcla completa de aguas residuales con la mezcla de lodos garantiza la alineación de las concentraciones de los lodos y las velocidades del proceso de oxidación bioquímica, por lo que los mezcladores de aerótanos están más adaptados para limpiar las aguas residuales de producción concentradas (BPK, llena de hasta 1000 mg de hasta 1000 mg. / L) Con fluctuaciones afiladas en su consumo, composición y cantidad de contaminación..

Aerotenks-Ottespants. A diferencia de los aerótanos de otros tipos (Méxuras de Aerothelan y Aerotanes del tipo intermedio), los Oscilados de Aerothele (Fig. 2, los folletos) son estructuras en las que las aguas residuales purificadas se están moviendo gradualmente desde el lugar de entrada a su colocación. En este caso, prácticamente no hay una mezcla activa de aguas residuales entrantes con la previamente recibida. Los procesos que se producen en estas instalaciones se caracterizan por una tasa de reacción variable, ya que la concentración de la contaminación orgánica disminuye a lo largo del movimiento del agua. Aerotenk-Oscilates son muy sensibles a cambiar la concentración de sustancias orgánicas en el agua entrante, especialmente a los recibos de Volloal con sustancias tóxicas de aguas residuales, por lo que se recomiendan tales estructuras para limpiar las urbanas y seres queridos en la composición a las aguas residuales industriales del hogar.

Aerotenks con entrada dispersada. (Fig.2, material de distribución) de aguas residuales ocupan una posición intermedia entre los mezcladores y las pantallas; Se utilizan para purificar mezclas de aguas residuales industriales y urbanas.

Aerotenks se puede combinar con sumideros secundarios separados o combinarse en el bloque cuando forma rectangular Ambas estructuras en términos de. Las instalaciones combinadas más compactas son los sumillos de Aerotank. En el extranjero, este tipo de construcción es redondo en términos de forma con aireadores mecánicos obtuvo el nombre del aerosx. La alternancia del Aerotank con un sumidero le permite aumentar el reciclaje de la mezcla de silo sin el uso de estaciones de bombeo especiales, mejorar el modo de oxígeno en el sumidero y aumentar la dosis de lodos a 3-5 g / l, en consecuencia, aumentando El poder oxidativo de la estructura.

Variedad aerotenka-sumh - Aero-selección es una construcción redonda. Las aguas residuales clarificadas fluyen en la parte inferior de la zona de aireación, que el aire se suministra al método neumático o neumomecánico, que garantiza el proceso de oxidación bioquímica, y también crea un movimiento de circulación del líquido en esta zona y el lodo del icono. Mezcla de la zona circulante del sumidero. Desde la zona de la aireación, la mezcla a través de ventanas de desbordamiento ajustables inundadas ingresa al separador de aire y luego a la zona de circulación del sumidero. Una parte significativa de la mezcla de silo a través de la ranura se devuelve a la zona de aireación, y las aguas residuales purificadas asignadas a través de una capa de un sedimento ponderado se introducen en la zona de seducción.

Sumideros secundarios están parte de Las instalaciones de purificación biológica están ubicadas en el esquema tecnológico inmediatamente después de los bioxidantes y sirven para separar los rales activos de agua biológicamente purificada que sale de los aerótanos, o abandonar una película biológica que viene con agua de biofiltros. La efectividad de la operación de los tanques sépticos secundarios determina el efecto final de la purificación del agua de las sustancias suspendidas. Para los esquemas tecnológicos de tratamiento biológico de las aguas residuales en AEROTANES, los tanques sépticos secundarios también se determinan hasta cierto punto el volumen de estructuras aéreas, dependiendo de la concentración del punto de retorno y el grado de su reciclaje, la capacidad de los asentamientos para separar efectivamente el Mezclas de lodos altamente concentrados.

La mezcla de Ilovaya proveniente de los aerótanos a los tanques sépticos secundarios es un sistema heterogéneo (multifase) en el que el medio de dispersión sirve aguas residuales purificadas biológicamente, y el componente principal de la fase dispersada es el algodón de la suspensión activa, formada en forma de un complejo. Estructura celular de tres niveles, rodeada por una exoculación de sustancia de composición de biopolímero.

La purificación anaeróbica se usa para eliminar los contaminantes de las aguas residuales, como la primera etapa del tratamiento de aguas residuales con una alta concentración de contaminación orgánica (n\u003e 4-5 g / l), así como para procesar yeles activos, otra precipitación y residuos sólidos. Muchos residuos sólidos contienen celulosa, más liviana que la descomposición anaeróbica con la formación de biogás que la oxidación aeróbica.

En el curso de la generación de metanal (metanogénesis), un proceso anaeróbico con la formación de contaminantes orgánicos de metano se convierte en biogás que contienen principalmente CH 4 y C0 2. Puede ser utilizado como combustible. La cantidad de biogás aislada es suficiente no solo para compensar los costos de energía para la descomposición anaeróbica, sino también para su uso de consumidores de terceros, en salas de calderas o calentadores para producir vapor y agua caliente, en generadores de gas estacionario para obtener electricidad con calor. Recuperación, en el proceso de asientos de calor e incineración de precipitaciones y DR.

Biocenosis y bio procesos químicos Con limpieza anaeróbica. La formación de los cenos. Biocerosoles anaeróbicos cuando la limpieza de aguas residuales puede ser floculas, biopelículas y gránulos. Se desarrollan en los ecosistemas con el dominio de las condiciones anoxegénicas y anaeróbicas, en las que los procesos de fermentación, la oxidación anoxigénica (respiración anaeróbica) y el flujo de formación de metano.

La oxidación anoxigénica de sustratos orgánicos incluye procesos de desactitud y generaciones sulfateradas que se producen en presencia de iones n0 3, N0 2 -, S0 4 2, como regla general, en ausencia de oxígeno. Estos procesos se utilizan para eliminar los compuestos de nitrógeno y azufre de las aguas residuales.

El proceso principal que ocurre en las condiciones anaeróbicas y se utiliza para descomponer y eliminar la contaminación orgánica y el desperdicio: metanogénesis. En el proceso de generación de metanal (a menudo denominados "fermentación de metano"), sustratos orgánicos y contaminación, desinfección y desinfección de las aguas residuales. En la naturaleza, este proceso procede en varios entornos con condiciones anaeróbicas, en el caucho de los animales rumiantes, en fracués.

La generación de metangos es un proceso complejo y múltiple en el que la inicial sustancias orgánicas Se convierte constantemente en una forma más simple con la transición de una parte significativa del carbono en metano y dióxido de carbono y en el líquido de lodos. La descomposición del metano incluye tres etapas de fermentación anaeróbica (Fig. 5.1): hidrólisis, ácido (acidogénico), etapa acetogénica y cuarta, en ángulo de metano (etapa de formación de gas).

En la primera etapa de la fermentación, los microorganismos - hidrolíticos, que poseen la actividad celulolítica, proteolítica, amilolítica, lipolítica, ammontando, participen. Los nitratos y los sulfatos contenidos en el medio son restaurados por las bacterias-desnatrificadores y sulfatereductores. Como resultado de la hidrólisis enzimática de la celulosa y la hemicelulosa, las proteínas, las grasas y otros componentes se hidrolizan para formar ácidos grasos, glicerina, péptidos, aminoácidos, mono y desabastecimiento y en pequeñas cantidades. ácido acético, metanol, amoniaco, hidrógeno. PP Bacterias participan en hidrólisis. Clostridium, Bacillus, así como bacteroides, butirivibio, celobacterium, eubacterium, bifidobacterium, lactobacallus, selenomonas. En la etapa acidogénica, varias sierras de fermentación fluyen: alcohol, ácido oleoso, acetona-butilo, propiónico, y otros, durante los cuales las bacterias acidultotas fermentan los productos de hidrólisis resultantes, como la glucosa, a los ácidos orgánicos:

El consumo de mono y oligosacáridos, aminoácidos y otros productos intermedios de hidrólisis, estas bacterias previenen así el inhibidor de los productos de hidrólisis de las enzimas hidrolíticas involucradas en la primera fase de fermentación.

Como resultado de la división en las dos primeras etapas, el 70-80% de los productos orgánicos formados forman ácidos grasos más altos, hasta un 20% de acetato y 3-5% - hidrógeno. Entre otros productos se encuentran isomaslyanny, feniloxus, benzoico, ácido indolilbenzoico, NH 4 +, H, S, butanol, propanol, C0 2, etc.

En la etapa acetogénica de la fermentación, las bacterias heteroactogénicas (Acetegens) PP. Clostridium, Syntrophus y otros traducen ácidos orgánicos, tales como propiónicos y aceite, otros productos de acidogénesis en ácido acético:

El papel principal en la descomposición de metano es jugado por la etapa final realizada por anaerobes estrictos, con bacterias metaniformes. Son más sensibles a las condiciones ambientales. El tiempo de generación de células de metanógeno es de varios días. Su actividad es máxima en el pH del medio de 6.8 a 7.5. A lo bajo y valores altos PH El desarrollo del metanógeno se ralentiza de las dos paradas en absoluto.

Producto de reacciones de la etapa metanogénica - CH 4. Su educación es posible de dos maneras. Las bacterias metanogénicas: litotrofes (PP. Methanococcus, metanobacterium, metanospirillum, metanomicrobio, metanogenio, metanotérmico, metanobribacter, se consumen como un sustrato H 2 y C0 2, así como CO y Formate:

C0 2 + 4N 2 → CH 4 + 2N 2 0

4noxone → CH 4 + Z0 2 + 2N, 0

4co + 2n 2 0 → CH 4 + Z0 2

Microorganismos acetotróficos (PP. Methanosarcina, Melhanosaeta, metano-planus) Use acetato, metanol, metilamina:

CH 3 SOAM → CH 4 + CO 2

4CN 3 OH → ZOS 4 + C0 2 + 2N 2 0

4CH 3 NH 2 + 2N 2 0 → ZOS 4 + 4NH 3 + CO

Debido a la destrucción de los ácidos orgánicos, la mitad del medio aumenta, la reacción del medio se convierte en seda, por lo que la etapa metanogénica a veces se llama "fermentación alcalina".

En la descomposición del ácido acético, se forma el 70-75% del metano, y el 25-30% restante como resultado de la síntesis de dióxido de carbono y hidrógeno y el flujo de otras reacciones. La proporción de productos finitos en el proceso de fermentación de metano depende de la composición del medio, las condiciones de fermentación y la microflora presente.

Un gran estímulo para el desarrollo de muchos de los métodos modernos de limpieza anaeróbica fue la detección a mediados de la década de 1970. La capacidad de los microorganismos incluidos en la comunidad metanogénica para formar agregados: gránulos (gránulos) con un crecimiento en un reactor anaeróbico bajo las condiciones de flujo creciente (Fig. 5.2 Folletos).

Methanosaeta Concilii (Methanothrix Soehngeniii), así como Methanosarcina SPP, se realiza un papel especial en la formación y el funcionamiento de los gránulos. Bacterias p. Methanosaeta forma una estructura sin escobillas y tela (Fig. 5.3), dentro de la cual se agrupan las microcolonia de bacterias de metanosarcina (Fig. 5.4). Debido a esto, los agregados se forman en forma de un denso de manera fácil de instalar gránulos con un tamaño de 1-5 mm.

Construcciones de estructuras tradicionales incluyen septiles, agentes de sobrecarga de reflexión, reactores de contacto, lagunas anaeróbicas, metyenki, biofiltros anaeróbicos con un flujo de fluido ascendente (ver material de largaición, Fig. 3.5).

El septet (tanque séptico) es un dispositivo que consta de dos partes: septal y séptico (Fig. 6.1). En la primera parte, hay una aclaración del agua debido al movimiento de ella a una tasa baja, y en la segunda parte, ubicada en la primera, es la sobrecarga de los sedimentos durante su almacenamiento durante 6 a 12 meses. Las partes sépticas y sépticas de la septica no están separadas entre sí. La duración de la ubicación del agua en el séptico es de 3 a 4 días. Se pueden usar los sépticos si la cantidad de aguas residuales no supera los 25 m 3 / día.

Los surtizales se utilizan a menudo para la fermentación de la rally activa de los tabiques secundarios, la precipitación de las tablas y las espumas primarias para acumular precipitado, reducir su volumen, olor al mal y el número de microflora patógena. Los sépticos son las instalaciones de tratamiento más comunes para los hogares individuales, ya que pueden trabajar de forma autónoma y no necesitan estar apagado.

Los refrípenos para abrumadores, que pueden considerarse como un tipo de septicia, se utilizan en las plantas de tratamiento de aguas residuales con un ancho de banda de hasta 30,000 m 5 / día. En la Fig. .2 muestra el diseño del clarificador: una sobrecarga realizada en forma de una estructura combinada que consiste en un clarificador dispuesto concéntricamente dentro del sobregloader.

El método de limpieza anaeróbico en el reactor de contacto fue uno de los primeros, ampliamente utilizados en la industria desde principios de la década de 1930., En particular, para el procesamiento de drenajes de azúcar, alcohol y producciones de levadura. En comparación con los setoes, el reactor de contacto es mucho más productivo, ya que proporciona un medio de mezcla con IL anaeróbico y una mayor concentración del callejón se mantiene debido a la devolución de ello desde el sumidero secundario (vea el material dedicado a la clase3, Fig. 3.5), es decir, sin embargo, se implementa en el aerótano con un sumidero secundario. Para aumentar la eficiencia de la separación, el fluido de la OIT antes de que la solución secundaria pueda desgasificarse adicionalmente (en un recipiente separado) o enfriamiento. En caso de desgasificación, el gas se elimina mediante un método mecánico (hidráulico) o acción de un vacío. El enfriamiento conduce a la desaceleración en los procesos de la formación de metano y, como resultado, la formación de nuevas burbujas, que mejora las propiedades de sedimentación de la RAL anaeróbica.

Los dispositivos tradicionales y más comunes para la descomposición anaeróbica son los methyenks. Se utilizan para fermentar aguas residuales con una alta concentración de contaminación y descomposición de residuos orgánicos, en particular, yales activos de instalaciones de tratamiento de aguas residuales.

Methytenki trabaja con calefacción, como regla general, en el modo periódico de carga de desechos o aguas residuales, con una selección constante de biogás y descarga un precipitado sólido a medida que se completa el proceso. Están hechos de acero, hormigón, plásticos, ladrillos; Se diferencian en la forma de reservorio, el número de cámaras de fermentación, el método de carga, descarga el sustrato, los métodos de calefacción y mezcla.

Los metanos de gran volumen se realizan en forma de tanques verticales cilíndricos o elipsoides con mezcla forzada de la masa más allá, están diseñados para sobrepresar la presión de gas a 5 kPa. Las pequeñas instalaciones biogásicas pueden ser biorreactores horizontales cilíndricos o verticales con agitación mecánica, parcial o completamente borrosos en el suelo para reducir la pérdida de calor. El diseño de biorreactores debe proporcionar la posibilidad de vaciamiento completo del tanque, por lo que la parte inferior se realiza a menudo bisel, hemisférica o en forma de cono.

Mextenki con una superposición no integrada fija tiene una desventaja, característica de las instalaciones de los pisos duros, la impermanencia de la presión dentro del reactor. Al descargar el sedimento dentro del methenka, se puede formar un vacío, y al cargar aumenta la presión. Esto lleva a la destrucción de las estructuras, la formación de grietas.

Ventajas de un metejonka que se superponen con una solancia flotante: 1) Seguridad de la explosión, ya que independientemente del llenado del metehenka en él se apoya en la presión de gas positiva, lo que elimina la posible entrada de aire dentro de la construcción; 2) En la posición de la superposición flotante, puede realizar dosis de carga y descarga; 3) Facilitó la lucha contra la formación de la corteza.

El papel del régimen de mezcla y temperatura. En los metapetes. Los mutantes de todos los tipos pueden funcionar en los modos mesofilicos (20-45 ° C, generalmente 30-35 ° C) y modos de temperatura termófilos (50-60 ° C). El modo de selección se elige teniendo en cuenta los métodos de procesamiento posterior y la eliminación de la precipitación, así como los requisitos sanitarios. El régimen mesófilo es utilizado por una taza, ya que es menos intensivo en energía y más económicamente beneficioso, lo que permite la existencia de un mayor número de tipos de microorganismos y, por lo tanto, es más estable, menos sensible a los cambios en las condiciones ambientales; Los sedimentos en este modo después del procesamiento se deshidratan mejor en comparación con el proceso termófilo. Sin embargo, con el modo termófilo, la tasa de descomposición de los compuestos orgánicos es mayor (aproximadamente 2 veces) y por encima del grado de su colapso, se logra una desalmintión de precipitación casi completa, lo cual es importante si la precipitación se usa como recultivante o fertilizante para el tierra. Duración de la fermentación con el modo mesofílico de 20 a 30 días, con termofílico, aproximadamente 10 días. Valor calorífico de gas con fermentación termófila de 5% más baja que con mesofílica.

Para un proceso más completo de generación de metanal, es necesario mezclar bien los contenidos del metehenka para garantizar la distribución uniforme de los contenidos del reactor, las condiciones necesarias de la masa y el intercambio de calor, minimizar el pegado, la formación de espuma y Pelar, la formación del precipitado inferior, elimina los gases. Para agitar, agitadores mecánicos, bombas de circulación, elevadores hidroeléctricos o una combinación de estos sistemas se utilizan en la Mettenncia.

Concentración óptima de sustancias suspendidas. En el metanenka, en el que se observa la alta intensidad de la formación de metano, está en el intervalo del 2-10%. A la concentración de partículas sólidas por encima del 10-12%, la mezcla del medio se ve obstaculizada, y esto conduce a una disminución en la emisión de gas. En tales casos, se utilizan diseños especiales de biorreactores, proporcionando el nivel requerido de mezcla.

La metanización fluye a una tasa máxima a pH de 6 a 8. Con una disminución en el pH por debajo de 5.5 (en el caso de "zaksania" methyenka), se termina la actividad de las bacterias metanogénicas. Como regla general, el pH no regula debido a la alta capacidad de tampón del medio. Pero cuando el medio se acidifica, la solución NAHC0 3 es el mejor agente neutralizante.

El proceso de metanogénesis se ralentiza en presencia de varios detergentes (a su concentración de aproximadamente 15 mg / l), antibióticos y otras sustancias. De los surfactantes aniónicos se desmoronan relativamente y disminuyen débilmente el proceso de fermentación de alquilo de sulfatos, sulfanol de cloro; Es difícil de descomponer y ralentizar la fermentación de la sulfanola.

Los reactores anaeróbicos son resistentes a largas interrupciones en el suministro de aguas residuales, cambios. composición química Los drenajes entrantes, lo que hace posible usarlos efectivamente para limpiar los efluentes de la producción estacional, así como en los modos de pequeñas cargas. En el caso de una disminución en la actividad metanogénica, es posible reducir la velocidad de alimentación del sustrato para su reducción, para aprender el medio con productos químicos, diluir los drenajes con agua, elimine los compuestos tóxicos mediante aguas residuales de preprocesamiento.

Lixiviación bacteriana elementos químicos de mineral, concentra y razas de montaña, Enriquecimiento de minerales, biosorción de metales de soluciones. Eliminación de aceite de azufre y carbón. Recaudando la recuperación del petróleo. Eliminación de metano de las capas de carbón. Supresión de biocorrosia de productos derivados del petróleo.

Los estudios sobre la oxidación bacteriana del hierro y la lixiviación de metales comenzaron después de la selección de los años 50 del siglo XX del agua ácida de drenaje de la mina de carbón de microorganismos capaces de participar en la oxidación del hierro bivalente a las bacterias trivalentes de aciditiobacícilo (anteriormente Llamado tiobacícico feroxidas). Bacterias involucradas en la lixiviación de metales, el tipo de nutrición se relaciona con quimioavtrófico, para obtener catálisis de energía de las reacciones de oxidación química y asimilar el dióxido de carbono para el diseño de células, es decir. Alimentarse de forma autónoma, sin el uso de productos orgánicos.

Mineral de sulfuro de bicicleta gruesa.

EN últimos años Para preparar materias primas persistentes a la cianización, comenzó a usar una lixiviación bacteriana de los concentrados o minerales de vapor. Más de una docena de empresas industriales que practican esta tecnología ya operan en el mundo, pero los costos de capital para dicha tecnología son muy altos, por lo que para los campos pequeños y medianos no están justificados.

El uso de bacterias estrictamente acidófilas sugiere que el pH de la pulpa o la solución 2 y la siguiente. Si se utilizan bacterias A. feroxidas, el proceso de oxidación biológica de los minerales puede ir de dos maneras: estas bacterias no solo se oxidan solo por los compuestos de azufre, sino que también pueden obtener energía para oxidar las formas de óxido de hierro a óxido. El tiempo de tratamiento depende de la composición del mineral de sulfuro, la forma y la distribución de metal en mineral y la cantidad disponible para microorganismos de azufre. También hay una serie de problemas más estrechos, por ejemplo, la toxicidad de las altas concentraciones de metales valiosos pesados \u200b\u200bobtenidos para algunas especies o cepas de microorganismos de lixiviación.

Por lo tanto, uno de los enfoques para la mejora y el desarrollo de tecnologías y métodos de bisificación es la selección de bacterias y arcos, resistentes a la toxicidad de los metales. Otros criterios para la selección de cultivos son: la simplicidad del trabajo con ellos en condiciones industriales, la actividad en la oxidación de los compuestos minerales, la actitud hacia el pH, la temperatura, el régimen de aireación y la capacidad de estimular su actividad haciendo sustancias adicionales.

Actualmente, una cantidad de nacimientos (grupos divididos por propiedades y posición sistemática) de bacterias y arqueteos (dos microorganismos de TVSarimi), cuyos representantes son capaces de lixiviar los metales por oxidación de sulfuro son: acidtotobacillus, halothiobacillus, thiobacillus, leprospirillum, acidifilio, sulfobacillus, ferroplasma , Sulfolobus, Metalosphaera y Ácidio. Por lo tanto, el desarrollo de las tecnologías de BioVicheching se puede basar en ambos cambios en la organización del proceso (optimización de la aireación, el régimen de temperatura, el tratamiento previo de las materias primas minerales, etc.) y en la selección de nuevos cultivos microbianos, con una actividad más alta. o más fácil que la biomasa aumentada, o con un espectro pH más amplio, temperatura, etc. La lixiviación tradicional con soluciones ácidas condujo al hecho de que la búsqueda de nuevas culturas de microorganismos se centra precisamente en organismos acidófilos y superacidófilos.

^ 20. Conceptos básicos bioquímicos de la calidad de la fuerza y \u200b\u200bel camino de su desarrollo.

Bajo el poder de los músculos generalmente se entiende como la capacidad de superar la resistencia externa, o contrarrestarlo a través de las tensiones musculares.

Las cualidades de la fuerza de velocidad son principalmente dependientes del suministro de energía de los músculos de trabajo y de sus características estructurales morfológicas, en gran medida de forma predeterminada genéticamente.

La manifestación de la fuerza y \u200b\u200bla velocidad es característica del esfuerzo físico realizado en la zona de potencia máxima y submáxima. En consecuencia, en el suministro de energía de las cualidades de la fuerza de alta velocidad, los caminos anaeróbicos de resincre ATP: fosfato de creatina y glicolítico están predominantemente involucrados.

El ATF residencial se despliega más rápido debido a la reacción de fosfato de creatina. Alcanza su máximo después de 1-2 segundos después del inicio del trabajo. La potencia máxima de este método de formación de ATP excede la velocidad de vías glicolíticas y aeróbicas de la síntesis de ATF de 1.5 y 3 veces, respectivamente. Está a expensas de la trayectoria de fosfato de creatina de las cargas musculares de resintéz ATP se realizan con la mayor fuerza y \u200b\u200bvelocidad. A su vez, la magnitud de la tasa máxima de reacción de fosfato de creatina depende del contenido del fosfato de creatina en las células musculares y la actividad de la enzima creatina. Aumentar las existencias de fosfato de creatina y crear ciclo de creatina es posible mediante el uso del ejercicio, lo que lleva a un agotamiento rápido en los músculos de creatina fosfato.

Para este propósito, se utilizan ejercicios a corto plazo, realizados con el mayor poder. Un buen efecto proporciona el uso de un método de entrenamiento a intervalos que consiste en una serie de tales ejercicios. El atleta se ofrece una serie de 4-5 ejercicios de la potencia máxima con una duración de 8-10 s. El resto entre los ejercicios en cada serie es de 20-30 s. La duración del resto entre la serie es de 5 a 6 minutos.

El rendimiento de las cargas de alta velocidad y potencia en la zona de energía submáxima es proporcionada por la energía principalmente debido a la ATP de resintéz glicolítica. Las posibilidades de este método de obtención de ATP se deben a las reservas de glucógeno intramuscular, la actividad de las enzimas involucradas en este proceso, y la resistencia al cuerpo al ácido láctico generado a partir de glucógeno. Por lo tanto, para el desarrollo de las habilidades de alta velocidad-potencia basadas en el suministro de energía glicolítica, se aplica la capacitación que cumplan con los siguientes requisitos. Primero, la capacitación debe llevar a una fuerte disminución en el contenido del glucógeno en los músculos, seguido de su supercompensación. En segundo lugar, durante el entrenamiento en los músculos y en la sangre, el ácido láctico debe acumularse para el desarrollo posterior de la resistencia del organismo.

Las brechas de ocio entre los ejercicios individuales y entre las series de ejercicios son claramente insuficientes para restaurar las reservas de glucógeno, y como resultado, durante el entrenamiento en los músculos hay una disminución gradual en el contenido del glucógeno a valores muy bajos, lo cual es un requisito previo para La ocurrencia de la representación pronunciada.

Las características estructurales-morfológicas de los músculos que determinan la posibilidad de manifestación de fuerza y \u200b\u200bvelocidad se relacionan con la estructura de las fibras musculares individuales y los músculos en general. Las cualidades potentes de la velocidad de las fibras musculares individuales dependen del número de elementos contráctiles: miofibrillas, y sobre el desarrollo de una red sarcoplásmica que contiene iones de calcio. La red sarcoplásmica también participa en la realización de un pulso nervioso dentro de la célula muscular. El contenido de las miofibrillas y el desarrollo de la red sarcoplásmica no es la misma en las fibras musculares de diferentes tipos. Dependiendo del predominio de ciertos métodos para la formación de ATP, la composición química y la estructura microscópica, se distinguen tres tipos principales de fibras musculares: tónico, fase y transición. Estos tipos de fibras también difieren en su excitabilidad, tiempo, velocidad y resistencia de la reducción, duración de la operación.

Las fibras tónicas contienen una cantidad relativamente grande de mitocondrias, hay muchas mioglobinas en ellas, pero pocos elementos contractuales son las miofibrillas. El principal mecanismo de ATP Resintez en tales fibras musculares es aeróbico. Por lo tanto, se reducen lentamente, desarrollando una pequeña potencia, pero se puede reducir por mucho tiempo.

Las fibras fazicas tienen muchas miofibrillas, una red sarcoplásmica bien desarrollada, muchas terminaciones nerviosas son adecuadas para ellos. Las fibras de colágeno están bien desarrolladas en ellos, lo que contribuye a su rápida relajación. En su sarcoplasma, las concentraciones de fosfato de creatina y glucógeno son significativas, la actividad de creatina de la creatinaina y las enzimas de la glucólisis es alta. La cantidad relativa de mitocondrias en las fibras blancas es significativamente menor, el contenido de la mioglobina es bajo en ellos, por lo que tienen un color pálido. Asegurar que la energía de las fibras musculares blancas se realice debido a la reacción de fosfato de creatina y la glucólisis. La combinación de rutas anaeróbicas de ATF Resintez con una gran cantidad de miofibril permite que las fibras de este tipo desarrollen una fuerza de alta velocidad y reducción. Sin embargo, debido al rápido agotamiento de las existencias de creatinefosfato y glucógeno, el tiempo de operación de estas fibras es limitado.

Las fibras musculares transicionales en su estructura y propiedades ocupan una posición intermedia entre el tónico y la fase.

Incluso de una lista tan breve de diferencias entre los tipos de fibras musculares, se deduce que las fibras blancas y las fibras de transición cercanas a ellos son más preferibles para la manifestación de la fuerza y \u200b\u200bla velocidad. Por lo tanto, las cualidades de poder de velocidad más pronunciadas, con otras cosas que son iguales, tienen esos músculos en los que la relación entre las fibras musculares se desplaza hacia el blanco.

La proporción entre las fibras de diferentes tipos en los músculos esqueléticos es desigual. Entonces, los músculos del antebrazo, el brazo de doble cabeza del hombro, los músculos de la cabeza y otros contienen principalmente fibras físicas. Los músculos del torso, el músculo recto del abdomen, el músculo recto del muslo, básicamente, contienen fibras tónicas. Desde aquí es fácil de entender por qué estos grupos musculares difieren significativamente en propiedades tales como la excitabilidad, la velocidad, la fuerza, la resistencia.

La relación entre los diferentes tipos de células musculares en cada persona es genéticamente predeterminada. Sin embargo, utilizando el esfuerzo físico de una determinada naturaleza, es posible causar a propósito el espectro de las fibras musculares. Debido a la aplicación ejercicios de poder Este espectro ocurre en la dirección del predominio de las fibras blancas, que tiene un diámetro mayor en comparación con rojo y transitorio, lo que finalmente conduce a la hipertrofia de los músculos entrenados. La principal causa de hipertrofia en este caso es aumentar el contenido en las células musculares de los elementos contráctiles: miofibrillas. Por lo tanto, la hipertrofia muscular causada por las cargas de energía pertenece al tipo miofibrilar.

El esfuerzo físico utilizado para desarrollar la hipertrofia muscular del tipo miofibrilar, en el nivel bioquímico debe dañar las miofibrillas con su posterior supercompensación. Para este propósito, varios ejercicios con cargas.

Para el desarrollo de la fuerza, se usa a menudo el método de ejercicios repetidos con un voltaje de 80-90% de la fuerza máxima. La carga más eficiente es el 85% de la potencia máxima. En este caso, el número de repeticiones "al fracaso" suele ser de 7-8. Cada ejercicio es realizado por la serie, el número de que varía de 5 a 10, con un intervalo de descanso entre ellos en unos pocos minutos. La velocidad del ejercicio está determinada por el propósito de la formación. Para un aumento predominante en los ejercicios de masa muscular se realizan en un ritmo lento o moderado. Para el desarrollo simultáneo de la fuerza y \u200b\u200bla velocidad, los ejercicios se llevan a cabo en modo explosivo-liso: la fase inicial del movimiento se realiza a alta velocidad, y se completa lo más suave posible. Por lo tanto, en los tipos de poder de velocidad de los atletas durante el período de fuerza, deben negarse a realizar lentamente los ejercicios de poder, ya que en este caso se pierde la capacidad de los músculos a la rápida reducción.

El tiempo de recuperación después del entrenamiento de potencia de velocidad es de 2 a 3 días. Sin embargo, cambiando grupos musculares a los que se dirigen las cargas, las clases de capacitación se pueden realizar a través de intervalos de recreación más pequeños.

Una condición obligatoria para el entrenamiento de energía efectiva es un rico en la nutrición de proteínas completas, ya que las miofibrillas consisten exclusivamente en proteínas. Hay evidencia de que el desarrollo de la hipertrofia muscular promueve la irradiación ultravioleta. Se supone que bajo la influencia del ultravioleta la formación de las hormonas sexuales de los hombres, estimulando la síntesis de proteínas en el cuerpo.

21 Conceptos básicos bioquímicos de la velocidad (velocidad) como calidad del motor.

La velocidad como una calidad del motor es la capacidad de una persona para realizar un efecto motor en un corte de tiempo mínimo para estas condiciones con una cierta frecuencia e impulsividad. Sobre la naturaleza de esta calidad entre los especialistas, no hay unidad de puntos de vista. Algunos expresan la idea de que la base fisiológica de la velocidad es la labilidad del aparato neuromuscular. Otros creen que la movilidad de los procesos nerviosos juega un papel importante en la manifestación de la velocidad. Se han demostrado numerosos estudios que la velocidad es una calidad motora compleja de una persona.

Las principales formas de manifestación de la velocidad humana son el momento de la reacción motora, el tiempo para realizar rápidamente un solo movimiento, el tiempo de realizar el movimiento con la frecuencia máxima, el tiempo de realizar un acto motor holístico. Alsacia, otra forma de manifestación de velocidad ("cualidades de alta velocidad"), el rápido comienzo del movimiento (el hecho de que en la práctica deportiva se llama "agudeza"). La velocidad de los actos motoros holísticos (funcionamiento, natación, etc.) es casi la forma más importante, y no las formas elementales de la manifestación de la velocidad, aunque la velocidad de un movimiento holístico solo caracteriza indirectamente la velocidad de una persona.

El músculo esquelético es un sistema complejo, para ser energía química en trabajo mecánico y calor. Los componentes principales de la fibra muscular son las proteínas: Aktin y Miosin.

Al realizar movimientos rápidos para reducir los músculos, se requiere una gran cantidad de energía por unidad de tiempo con una deficiencia de oxígeno, por lo tanto, el papel principal es desempeñado por los procesos anaeróbicos de la hidrólisis ATP.

La hidrólisis del ATP en el centro de la frase de la cabeza miozica es un cambio en la conformación de este último y transfiriéndolo a un nuevo estado de alta energía. El re-adjunto de la cabeza de mosaico al nuevo centro en el filamento de actina conduce nuevamente a la rotación de la cabeza, que está asegurada por energía en ella. En cada ciclo del compuesto y la molécula de la cabeza de la miosina con actina, una molécula de ATP para cada puente se divide. La velocidad de rotación está determinada por la división de ATP. Es obvio que la fásica rápida en consumo significativamente más ATP por unidad de tiempo y retiene menos energía química durante una carga tónica que las fibras lentas. Por lo tanto, en el proceso de transformación quimomecánica de ATP, proporciona la desconexión de la cabeza de la miosina y la actina Filahilamento y la energía para la interacción adicional de la cabeza de la miosina con otra área del filamento de la actina. Estas reacciones son posibles en concentraciones de calcio por encima de 106 mol / l.

El nivel de desarrollo de la velocidad, en última instancia, determina el éxito en la abrumadora mayoría de los deportes. Incluso el maratonista debería, tal vez, dirigirse rápidamente su distancia, mientras que mantener una alta velocidad de "crucero" (bajo la velocidad de "crucero" implica la velocidad promedio de la distancia de paso). Y el éxito del levantador de pesas depende de la velocidad que pueda realizar el movimiento necesario.

La velocidad se determina:

a) mediante la medición de la velocidad de movimiento en respuesta a una cierta señal por reacciones de diversos diseños;

b) en términos del número de movimientos para el tiempo establecido, una extremidad o torso descargada en los límites de una determinada amplitud;

c) en términos de superar la distancia corta establecida (por ejemplo, que se ejecuta a 20, 30 m);

d) A la velocidad de realizar un movimiento único en una acción compleja, como la repulsión en los saltos, el movimiento del cinturón y las manos del hombro en la lanza, golpee en el boxeo, el movimiento inicial del corredor a distancias cortas, los movimientos de la gimnasta, etc.

Todas las manifestaciones de velocidad se están desarrollando de manera efectiva al jugar al baloncesto. También puede recomendar una bola manual, un tenis de mesa, juegos en movimiento con un cambio rápido situación de juego y movimiento rápido. La tarea principal para elevar la velocidad es que el atleta no se especializa prematuramente en ningún ejercicio de una naturaleza de velocidad para no incluir en una gran repetición de su extensión de este ejercicio. Por lo tanto, es tan importante que los atletas usen ejercicios de alta velocidad son posibles más a menudo en forma de un partido o juego. En el programa de clases debe estar en una cantidad significativa, ejercicios de alta velocidad como Sprint que se ejecute desde el principio y desde el curso, que se ejecute con aceleración, saltando largos y altura con repulsión extremadamente rápida, lanzando conchas de luz, juegos de dispositivos móviles y deportivos, extremadamente Ejercicios acrobáticos rápidos y una variedad de ejercicios preparatorios especiales.

Importante para elevar la velocidad y aumentar la velocidad de los movimientos tiene la correcta determinación de la dosis de ejercicios de alta velocidad. Los de ellos, que se realizan con la máxima intensidad, son un medio fuertemente activo de fatiga rápida. Lo mismo se aplica a los ejercicios dirigidos a aumentar la velocidad de los movimientos. Por lo tanto, los ejercicios realizados con la velocidad máxima deben usarse a menudo, pero en un volumen relativamente pequeño. La duración de los intervalos de recreación se debe al grado de excitabilidad de la central. sistema nervioso y la reducción de indicadores de funciones vegetativas asociadas con la eliminación del déficit de oxígeno. El trabajo de capacitación para el desarrollo de la velocidad debe completarse tan pronto como los sentimientos subjetivos del atleta o el testimonio del cronómetro cuenten sobre la disminución de la velocidad instalada o máxima.

22. Conceptos básicos bioquímicos de la calidad de la resistencia a las cargas a largo plazo y las formas de desarrollarse.

La resistencia es la calidad del motor más importante, desde la cual el logro de un atleta depende en gran medida de. La resistencia se puede definir como tiempo de trabajo con un poder dado antes de la aparición de la fatiga.

De acuerdo con la naturaleza del trabajo realizada, asignó la resistencia general y especial. La resistencia total refleja la capacidad de un atleta para realizar cargas no específicas. Tales cargas, por ejemplo, para un jugador de fútbol pueden ser cruzadas, carreras de esquí, natación, juegos móviles, etc., así como el cumplimiento del trabajo físico de un hogar. La resistencia especial caracteriza el rendimiento del esfuerzo físico específico para un cierto tipo de deporte y que requiere técnica, táctica y entrenamiento psicológico Atleta.

El nivel de desarrollo de los mecanismos moleculares para la educación de la ATP, la fuente de energía directa para garantizar la contracción muscular y la relajación es de suma importancia.

Dependiendo del método de suministro de energía del trabajo realizado, se distingue al alcance, el lactato y la resistencia aeróbica. A menudo, se utilizan términos. "Componentes de alaktatía, lactato y resistencia aeróbica.

La resistencia al alcance se caracteriza por el tiempo de trabajo más alto en la zona de potencia máxima. Dependiendo del tipo de carga, puede resaltar la velocidad, la velocidad de O-Force y la resistencia al alcance de la energía. La principal fuente de energía para el funcionamiento muscular de la potencia máxima es la reacción de fosfato de creatina. Por lo tanto, el desarrollo de la resistencia alactual se debe a las existencias intramusculares de fosfato de creatina. Como ya se señaló, las fibras musculares blancas son más ricas en fosfato de creatina. En este sentido, los músculos con un predominio de las fibras blancas tienen una mayor resistencia alactante. El contenido de fosfato de creatina en los músculos se puede aumentar significativamente utilizando ejercicios especiales. El principio de construir una capacitación de este tipo en el modo intervalo se describió anteriormente, en la consideración del suministro de energía de las cualidades de la fuerza de la velocidad.

La evaluación bioquímica de la resistencia alactante puede administrarse determinando la selección diaria con la creatinina de la orina. Este indicador caracteriza las reservas generales en el organismo de creatina fosfato. El crecimiento de la resistencia alactual suele ir acompañada de un aumento en la asignación diaria de la creatinina. Otro criterio que caracteriza el desarrollo de la resistencia alactual es alactar la deuda de oxígeno, medido después de completar el funcionamiento de la potencia máxima.

La resistencia del lactato caracteriza el rendimiento del esfuerzo físico en la zona de poder sumneximal. La principal fuente de energía cuando se trabaja con tal poder sirve como una decadencia anaeróbica del glucógeno muscular al ácido láctico, llamado GlyColiz. Las capacidades del método glicolítico de obtener ATP dependen en gran medida de las reservas de glucógeno muscular. Cuanto mayor sea el refinamiento de la concentración de glucógeno en los músculos, cuanto más tiempo se utilizará en glicolor. De ello se deduce que los músculos con el predominio de blancos ricos en fosfato de creatina y fibras de glucógeno también han pronunciado la resistencia de lactato. Otro factor que determina la resistencia del lactato es la resistencia de las células musculares y todo el organismo en su conjunto a un aumento en la acidez debido a la acumulación de lactato en los músculos y en la sangre.

Sobre la base de una dependencia de la capacitación, dirigida a desarrollar la resistencia a los lactato, se construye para garantizar la ejecución de dos tareas. Primero, debido a las cargas físicas realizadas en los músculos, el contenido del glucógeno debe aumentar. En segundo lugar, las clases de capacitación deben conducir a la resistencia a la acumulación de lactato y un aumento en la acidez.

Para este propósito, los ejercicios que causan, por un lado, se utilizan un agotamiento significativo de las reservas de glucógeno muscular, que es un requisito previo para su supercompensación posterior, y en el otro, lo que, lo que lleva a la formación de grandes cantidades de ácido láctico. Tales son el esfuerzo físico de la potencia submáxima realizada en el intervalo o en modo repetido. El ejercicio de este tipo se describe anteriormente, al considerar el suministro de energía de cualidades de alta velocidad. Dependiendo de la naturaleza de las cargas de las cargas, es posible desarrollar principalmente el componente de potencia o de alta velocidad de la resistencia de lactato.

El indicador bioquímico líder de la manifestación de la resistencia de lactato durante la operación es la acumulación de lactato en la sangre. La determinación de la concentración de ácido láctico en la sangre se lleva a cabo después de realizar el trabajo físico de la potencia submáxima "al fracaso". Nivel alto Las concentraciones de ácido láctico en la sangre indican el uso de energía durante el funcionamiento de grandes cantidades de glucógeno muscular y el desarrollo de la resistencia a la acidez.

La misma información se puede obtener determinando el cambio en el equilibrio ácido-alcalino en la sangre después de las cargas submáximas. En este caso, la alta resistencia al lactato corresponde a un cambio significativo del indicador de hidrógeno de la sangre en el lado ácido. Otro indicador del desarrollo de la resistencia de lactato puede servir como deuda de oxígeno lactato, medido después del funcionamiento de la potencia submáxima "al fracaso". Cuanto mayor sea el valor de este indicador, mayor será la contribución de la decadencia anaeróbica del glucógeno al suministro de energía del trabajo realizado. Los atletas con buena preparación física de la magnitud de la deuda de oxígeno lactato pueden alcanzar los 18-20 litros.

En la práctica deportiva, muy a menudo se alactan y se combinan la resistencia lactada en anaeróbico.

La resistencia aeróbica se manifiesta al realizar ejercicios largos de potencia moderada, que se proporciona principalmente con energía debido a la oxidación aeróbica. La contribución de la formación de energía anaeróbica se limita al período inicial de trabajo. En la literatura deportiva, a menudo bajo el término "resistencia" significa que se entiende la resistencia aeróbica.

La resistencia aeróbica está determinada por tres factores principales: reservas en el cuerpo de las fuentes de energía disponibles, la entrega de oxígeno en los músculos de trabajo y el desarrollo en los músculos de trabajo de la oxidación mitocondrial.

Los carbohidratos, los ácidos grasos, los cuerpos de cetona y los aminoácidos se usan comúnmente como fuentes de energía. Debido a la larga duración del trabajo aeróbico, estos sustratos de energía se entregan a los músculos con sangre, ya que se gastan sus propios recursos energéticos de las células musculares al comienzo del trabajo.

Al proporcionar fuentes musculares de energía, un papel sustancial pertenece al hígado. Es aquí donde durante el cumplimiento de las cargas largas, el glucógeno se desintegra por glucosa, que luego viene a los músculos esqueléticos y otros órganos involucrados en garantizar la actividad muscular. Otro proceso que ocurre en el hígado durante la operación, la oxidación de los ácidos grasos, acompañados por la formación de cuerpos de cetona, que también son fuentes importantes de energía. Además, otros procesos químicos contribuyen al desempeño del trabajo muscular durante la operación durante la operación. En relación con un papel hepático tan importante para garantizar el trabajo físico en la práctica deportiva, se utilizan hepatoprotectores: agentes farmacológicos que mejoran el funcionamiento del hígado y acelerando los procesos de recuperación en ella.

La entrega de oxígeno en los músculos se lleva a cabo por un sistema de cardiorresis. Por lo tanto, para la manifestación de la resistencia aeróbica, el estado funcional de los sistemas cardiovasculares y respiratorios es extremadamente importante, la capacidad de oxígeno de la sangre, debido al número de eritrocitos y el contenido de la hemoglobina en ellos.

El desarrollo de la resistencia aeróbica está determinada en gran medida por el estado de la regulación hormonal nerviosa. El papel principal en este Reglamento se realiza mediante glándulas suprarrenales, aisladas a la sangre de catequillines y glucocorticoides: hormonas, causando una reestructuración del cuerpo, destinada a crear condiciones óptimas para la actividad muscular. Para la manifestación de la resistencia aeróbica, la capacidad de las glándulas suprarrenales durante mucho tiempo para mantener la mayor concentración de estas hormonas en el torrente sanguíneo.

Los factores intramusculares responsables de la resistencia aeróbica son el tamaño y el número de mitocondrias: estructuras intracelulares, en las que la participación de oxígeno se produce la síntesis de ATP, así como el contenido de la proteína muscular-mioglobina, que proporciona dentro de las fibras musculares de la transferencia de oxígeno. a mitocondrias. Como ya se señaló, el mayor contenido de mitocondrias y moglobina se caracteriza por fibras musculares rojas. A partir de aquí se desprende que se observa una mayor resistencia aeróbica en los músculos con un predominio de las fibras rojas.

Resistencia aeróbica A diferencia de anaeróbico menos específico. Esto se debe al hecho de que se limita en gran medida a varios factores elásticos: el estado funcional del sistema cardiorrespiratorio, el hígado y la regulación neuro-hormonal, la capacidad de oxígeno de la sangre, las existencias en el cuerpo de fuentes de energía fácilmente accesibles. Por lo tanto, un atleta que tiene un buen nivel de resistencia aeróbica puede mostrarla no solo en forma de actividades donde ha pasado la capacitación especializada, sino también en otros tipos de trabajo aeróbico. Por ejemplo, un jugador de fútbol calificado puede mostrar buen resultado En correr en largas distancias.

La multifactoriedad de la resistencia aeróbica requiere el uso de un complejo de diversos productos de capacitación, ya que cada ocupación específica, causando un efecto suficientemente versátil en el cuerpo, aún mejora principalmente uno de cualquier lado de la funcionalidad. Como resultado, la capacitación dirigida al desarrollo de la resistencia aeróbica debe garantizar la mejora del rendimiento del sistema de cardiorresis, para aumentar el número de eritrocitos en la sangre y el contenido de la hemoglobina en ellos, el aumento de la concentración de la mioglobina en las células musculares. , la mejor provisión de organismos de trabajo con sustratos de energía.

Para este propósito, se aplican varias opciones para la capacitación de re-intervalo, así como un funcionamiento continuo a largo plazo de energía uniforme o variable.

Como ejemplo de las sesiones de formación de edificios dirigidas al desarrollo de la resistencia aeróbica, se puede administrar la llamada capacitación de intervalos circulatorios. Este método está alternando ejercicios a corto plazo de la intensidad pequeña y la durabilidad de 30 a 90 s con intervalos de recreación de la misma duración. Dicho trabajo estimula el suministro de energía aeróbica de la actividad muscular y conduce a una mejora en el sistema cardiorrespiratorio.

Para aumentar el contenido en los músculos de la mioglobina, se puede usar el entrenamiento de intervalo de miglobina. A los atletas se ofrecen cargas muy cortas de intensidad media, alternadas con las mismas brechas recreativas cortas. Las cargas a corto plazo realizadas se proporcionan principalmente con oxígeno, que se deposita en células musculares en forma de un complejo con Myoglobin. Un breve descanso entre los ejercicios es suficiente para reponer las reservas de oxígeno.

Para aumentar la capacidad de oxígeno de la sangre, así como para aumentar la concentración de la mioglobina, se le da un buen efecto en las condiciones de la montaña media.

La característica del desarrollo de la resistencia aeróbica es la posibilidad de utilizar ejercicios no específicos, y principalmente juegos móviles, lo que le permite hacer un proceso de capacitación con una variedad e interesante.

La información importante para evaluar la resistencia aeróbica se puede obtener determinando el contenido y la proporción en la sangre de la principal. sustratos de energía Durante el cumplimiento del trabajo largo. En las personas no entrenadas entre el contenido de glucosa y los productos de movilización de grasa, hay relaciones recíprocas. La alta concentración de glucosa en la sangre dificulta la movilización de la grasa del depósito. Por lo tanto, en personas increíbles, el aumento en el contenido de la sangre de los ácidos grasos, la glicerina y los cuerpos de cetona se observan solo contra el fondo de una disminución en la concentración de glucosa. En los atletas, bien entrenados en modo aeróbico, se observa poderosa movilización de grasa contra el fondo no solo normal, sino también un mayor contenido de glucosa en la sangre. El aumento de la eliminación de cuerpos de grasa y cetona permite al cuerpo no solo preservar los carbohidratos del hígado y la sangre, sino que también desaceleran el consumo de glucógeno muscular, una disminución en la concentración de la cual es uno de los factores para el desarrollo de la fatiga.

En conclusión, se debe tener en cuenta que todos los componentes de la resistencia, junto con la energía y los factores estructurales discutidos anteriormente, dependen en gran medida de la capacitación técnica, táctica y psicológica. Una buena capacitación técnica, las tácticas elegidas correctamente le permiten a un atleta, use económica y racionalmente las reservas de energía y, por lo tanto, manteniendo la eficiencia. A costa de la alta motivación, la gran fuerza del atleta puede continuar realizando trabajo incluso en las condiciones de la aparición de cambios bioquímicos y funcionales significativos.

13.4.1. Las reacciones del ciclo de Krebs se refieren a la tercera etapa de la catabase de los nutrientes y ocurren en las mitocondrias celulares. Estas reacciones se relacionan con la trayectoria general del catabolismo y son características del colapso de todas las clases de nutrientes (proteínas, lípidos y carbohidratos).

La función principal del ciclo es la oxidación del residuo de acetilo con la formación de cuatro moléculas de coenzimas reducidas (tres moléculas de NAPN y una molécula de FADN2), así como la formación de la molécula GTF mediante fosforilación de sustratos. Los átomos de carbono del residuo de acetilo se asignan como dos moléculas de CO2.

13.4.2. El ciclo de Krebs incluye 8 etapas consecutivas, prestando especial atención a la reacción de la deshidrogenación del sustrato:

Figura 13.6. Reacciones de ciclo de Krebs, incluida la formación de α-ketoglutarata

pero) condensación de acetil coa con oxaloacetato.Como resultado de lo que se forma citrato (Fig.13.6, reacción 1); Por lo tanto, el ciclo de Krebs también se llama ciclo de citrato. En esta reacción, el carbono metílico del grupo acetilo interactúa con el grupo ceto de oxaloacetato; Al mismo tiempo hay una división de la comunicación de Thio Ether. COA-SH está exento en la reacción, que puede participar en la descarboxilación oxidativa de la siguiente molécula piruvata. Cataliza la reacción citrantsintazaEsta es una enzima reguladora, se inhibe por altas concentraciones de NAPN, Succinyl-CoA, citrato.

b) transformación de citrato en isocitrato a través de la formación intermedia de CIS-ACONITATA. El citrato que contiene en la reacción del primer ciclo contiene un grupo hidroxilo terciario y no puede oxidarse en condiciones celulares. Bajo la acción de la enzima. aconitasa Existe una escisión de la molécula de agua (deshidratación), y luego su adición (hidratación), pero de otra manera (Fig.13.6, reacción 2-3). Como resultado de estas transformaciones, el grupo hidroxilo se mueve a una posición conducente a la oxidación posterior.

en) la deshidrogenación de isocatrates. Con la posterior liberación de molécula de CO2 (Decarboxilación) y la formación de α-ketoglutarata (Fig. 13.6, reacción 4). Esta es la primera reacción redox en el ciclo de Krebs, como resultado de lo que está formado. Isamocitrato deshidrogenasa, la reacción de catalización, es una enzima reguladora, se activa ADP. El exceso inhibe una enzima.

Figura 13.7. Las reacciones del ciclo de Krebs, comenzando con α-ketoglutarata.

d) decarboxilación oxidativa de α-ketoglutarata, catalizado por un complejo de multimenza (Fig. 13.7, reacción 5) está acompañado por la liberación de CO2 y la formación de la segunda molécula. Esta reacción es similar a la reacción de piruvato deshidrogenasa. El inhibidor sirve al producto de la reacción - succinyl-coa.

mi) fosforilación de sustrato A nivel de la economía de succinil, durante la cual la energía exenta durante la hidrólisis del enlace Tio éster está en forma de una molécula GTF. En contraste con la fosforilación oxidativa, este proceso procede sin la formación del potencial electroquímico de la membrana mitocondrial (Fig. 13.7, reacción 6).

mi) sucinizar la deshidrogenación Con la formación de moléculas de fumarato y fadn2 (Fig. 13.7, reacción 7). La enzima de Succinate deshidrogenasa está firmemente conectada a la membrana interna de las mitocondrias.

gramo) hidratación fumarataComo resultado, un grupo hidroxilo oxidado aparece en la molécula de reacción (Fig. 13.7, reacción 8).

h) malalat deshidrocante, lo que lleva a la formación de oxaloacetato y la tercera molécula de NADB (Fig.13.7, reacción 9). El oxaloacetato formado en la reacción se puede volver a utilizar en la reacción de condensación con la siguiente molécula de acetil-cola (Fig. 13.6, reacción 1). Por lo tanto, este proceso lleva puesto. carácter cíclico.

13.4.3. Por lo tanto, como resultado de las reacciones descritas, oxidación completa Residuo de acetilo CH3 -. El número de moléculas de acetil-coa, transformadas en mitocondrias por unidad de tiempo depende de la concentración de oxaloacetato. Las principales formas de aumentar la concentración de oxaloacetato en mitocondrias (las reacciones correspondientes se considerarán más adelante):

a) Carboxilación de piruvato: conexión a la Piruvatu de la molécula de CO2 con el costo de la energía ATP; b) Desamorización o transaminación de aspartato: la escisión del grupo amino con la formación de un grupo ceto en su lugar.

13.4.4. Algunos metabolitos Cycles CREX se pueden utilizar para síntesis Bloques estructurales para la construcción de moléculas complejas. Por lo tanto, el oxaloacetato se puede convertir en un aspartato de aminoácidos, y el glutamato α-ketoglutado en el aminoácido. Sukcinyl-CoA participa en la síntesis del HEME: un grupo protésico de hemoglobina. Por lo tanto, las reacciones del ciclo de Krebs pueden participar tanto en procesos de catabolismo como en anabolismo, es decir, el ciclo de Krebs realiza función anfibólica (Ver 13.1).

Los carbohidratos, las proteínas y las grasas en el cuerpo están hidrolizados, y los productos de hidrólisis: los monosacáridos, los aminoácidos, los ácidos grasos y la glicerina están sujetos a transformaciones, durante las cuales la parte de ellos se oxida a dióxido de carbono y agua, que son productos de productos de oxidación de carbono e hidrógeno. Si el sistema en el que cada uno de los productos de hidrólisis de los biopolímeros, que representa un sustrato para la oxidación posterior, tendría su camino metabólico, entonces un sistema de este tipo sería muy engorroso y poco confiable. Sin embargo, la naturaleza resolvió el problema de la unificación de los caminos metabólicos, organizando los procesos catabólicos de tal manera que en las etapas intermedias de estos procesos, se forman el número mínimo de los mismos metabolitos, que se obtienen durante la oxidación de diferentes sustancias. Y, de hecho, como se puede ver en el esquema, la mayoría de los sustratos de oxidación se convierten en ácido de grado de igualdad, piruvato (C3), y luego en acetil-cool (C 2), y este último se puede formar durante la oxidación. del piruvato. El acetil-coa se oxida completamente en el ciclo de ácidos tricarboxílicos (CTC, es el ciclo de Krebs o el ciclo de citrato). El ciclo de Krebs es común por catabólico para carbohidratos, proteínas y grasas. La energía liberada durante las reacciones catabólicas se disipa parcialmente por el calor, la mayor parte se consume en reacciones anabólicas. La transmisión de energía se realiza con la ayuda de los intermedios, la principal de ellos es ATP. Los procesos envergénicos son la síntesis de adenosínshosfato (ATP) a partir de fosfato de información adenosina (ADP) y fosfato inorgánico, así como síntesis y otras sustancias con enlaces macroénergicos. Este proceso se produce debido a la emparejamiento de energía con reacciones catabólicas. El proceso de ejercicio es una hidrólisis de ATP, así como otros trifosfatos. La hidrólisis entrega la energía necesaria para la biosíntesis.

A continuación se muestra el esquema de emparejamiento de los procesos anabólicos y catabólicos:

S 1 Sustrato Oxidado, ΔG< 0

ADP + ATF + H 2 OH, ΔG< 0

Conjugación

ATP + H 2 O → ADF + FOSFATE, ΔG< 0

S 2 producto biosíntesis, ΔG\u003e 0

La mayoría de los ATP en el cuerpo se forman como resultado fosforilación oxidativaque ocurre en el circuito de transmisión de electrones (CPE). Los sustratos principales de este proceso son sobre * N y FAD * H 2, que se forman principalmente en la CTC, por lo que una de las tareas principales del catabolismo es la síntesis de ATP, una batería peculiar de la energía requerida para las reacciones de anabolismo posteriores. La mayoría de la biosíntesis se reducen en la naturaleza, ya que los productos de biosíntesis se oxidan menos en comparación con las sustancias de origen. El papel del agente reductor en tales procesos se juega por encima de * n. Por lo tanto, un papel clave en el metabolismo pertenece a un número limitado de conexiones. Este es un porubat y acetil-CoA, las sustancias que se completan los caminos específicos del catabolismo; ATP, productos de hidrólisis, a los que viene la energía para los procesos anabólicos; Over * N y FAD * H 2 - COMENSIONES, cuando la parte principal del ATP en el cuerpo se forma durante la oxidación.

Catabolismo de carbohidratos.

Los procesos de los carbohidratos de carbohidratos comienzan en la cavidad oral, ya que la composición de la saliva incluye una enzima amilasa, que es capaz de escurrir el almidón y el glucógeno a la enfermedad de disacárido, la última a la glucosa se escindan por la enzima. El flujo de glucosa en células de varios órganos depende de la hormona de insulina, que regula la velocidad de transferencia de la glucosa a través de las membranas celulares. Transferencias - proteínas.

El intercambio de glucosa en la célula comienza con su fosforilación:

Glucosa + ATF Glucosa-6-fosfato + ADP

ATP → + ADP

A diferencia de la glucosa libre, el glucuse-6-fosfato no es capaz de pasar a través de las membranas celulares, por lo que la glucosa fosforilada, como lo fue, "bloqueado" en la célula, y hay en forma de glucógeno - almidón animal, que se sintetiza de glucosa. -6 moléculas de fosfato.

El catabolismo La glucosa en una célula puede seguir tres direcciones principales que difieren en el método para cambiar el esqueleto de carbono de la molécula:

1. Ruta dicotómica, en la que se obtiene la división de la comunicación C-C entre los átomos de carbono tercero y cuarto, y de una molécula de hexosa, se obtienen dos triosis (de 6 → 2 C3).

2. PATH APOTÓMICA (Pentosofosfato), en el que la hexina se convierte en la pentosa (C 6 → C 5) como resultado de la oxidación y escisión de un (primer) átomo de carbono.

3. Ruta del gellas cuando ocurre la oxidación y la escisión del sexto átomo de carbono.

Lo principal en la decadencia de la glucosa, lo que lleva a la liberación de energía es un camino dicotómico, y de esta manera, a su vez, oxidar la glucosa y obtener su energía de dos maneras:

1. Independiente dESAYA ANAERÓBICA Glucosa al ácido láctico - glikoliz.

glucosa → 2-lactat + 134 kj

Parte de esta energía se gasta en la formación de dos. moléculas ATFY el resto se disipa en forma de calor.

2.Aeróbico (dependiente de oxígeno) Decayimiento de glucosa a dióxido de carbono y agua.

Este es el proceso de fotosíntesis inversa:

Desde 6 H 12 O 6 + 6O 2 ↔ 6CO 2 + 6N 2 O + 2850 KJ

El 60% de esta energía se inhibe en forma de vínculos macroeerígicos de ATP, es decir, en una forma biológicamente accesible. Como se puede ver en las ecuaciones anteriores, la ruta aeróbica es, sin duda, más rentable en comparación con GlyColiz, ya que en él desde la misma cantidad de glucosa se forma en veinte veces más ATP. La decadencia aeróbica es llevada a cabo por la mayoría de los tejidos corporales con la excepción de los glóbulos rojos. Para las células malignas, la forma principal de obtener energía es la glucólisis. Los músculos se utilizan GlyColiz en caso de grandes cargas, cuando el acceso al oxígeno es difícil y el ácido láctico se forma en los músculos desnudos.

El circuito de reacción de glucose Glicolarium incluye once reacciones, de las cuales los primeros diez, comunes con caries aeróbicos, y la undécima, es la síntesis de ácido láctico de ácido de grado de pares (PVC) utilizando sobre * n. Considere la reacción en la decadencia aeróbica de la glucosa:

1 La reacción es la fosforilación de la glucosa, su activación.

2 La reacción es la isomerización, la glucosa-6-fosfato se convierte en fructosa-6-fosfato.

3 reacción: fructosa-6-fosfato fosforilada a fructosa-1,6-difosfato.

Las primeras tres reacciones son la llamada etapa preparatoria, en esta etapa todavía hay costos de energía ATP en la reacción de fosforilación:

1

Glucosa-6 fosfato

2- Isomerización

Atf

Fructosa-6-fosfato 7 9 3-fosfoglicerat 10

Sendero compartido 2-fosfoglicerat

9 h 2 ATP

La siguiente etapa es la reacción. glicolética Oxy sumisióndonde la decadencia de un esqueleto de seis carbonos se está desintegrando con dos tres carbono y oxidación de ellos a piruvato.

4 Reacción: fructosa-1,6-difosfato en su forma acíclica abierta se desintegra con una enzima de aldolasa en dos fragmentos de tres carbonos: gliceraldehildfosfato y fosfato de dioxiacetona.

5 La reacción es la isomerización, la conversión de fosfato de dioxiacetona en gliceraldehildfosfato.

Otro catabolismo ocurre solo a través de gliceraldehildfosfato, dos moléculas, de las cuales, en la sexto reacción, se oxidan por encima de + en 1,3-dithosphoglicerat, y la energía liberada en forma de ATP. En este caso, la oxidación del aldehído conduce a un anhídrido de ácido orgánico y fosfórico. Las dos moléculas de 1,3-difosfoglicerat se convierten en el proceso de hidrólisis en 3-fosfoglicerat, y luego, en la octava reacción, el grupo fosfato se transfiere de la posición 3 a la posición 2.

9 La reacción es la herramienta el agua para obtener fosfoenolpiruvat, y luego la conversión de ceto-enolada se produce, conjuga con hidrólisis, cuando una molécula de ácido fosfórica y una forma de enol se convierten en un ketoformo de dioxiacetonefosfato.

Catabolismo Lipídico

En los animales más altos y los lípidos de la persona entran en el estómago, y lo dejan casi suscritos por un medio ácido. En un medio alcalino del intestino delgado, los lípidos se hidrolizan bajo la acción de las lipasas. Los lípidos hidrolizados se absorben en la sangre y se transfieren a varios órganos para un metabolismo adicional.

En el flujo sanguíneo a través de la pared intestinal de glicerina, LCD, mono- y diglicéridos. En la sangre de la pantalla LCD nuevamente esterificable por glicerina, que se asocia con proteínas sanguíneas y se transfiere a un tejido graso o hígado, donde se pospone. En el hígado hay hidrólisis con la formación de la pantalla LCD, que se oxidan a CO 2 y H2O, una gran cantidad de energía se libera durante la oxidación.

El proceso de oxidación de la LCD incluye muchas etapas. La LCD se destruye (sintetizada) a los fragmentos C - C (la LCD natural consiste en un número par de átomos de carbono). Cuando el catabolismo, la pantalla LCD se convierte primero a los tioéteres con un céspeno A, con la separación de ATP, luego se oxida en ácidos insaturados, el oxidante sirve como una fasada.

A partir de 15 h 31 coxy - ácido palmítico

Acerca de HSKO OH

CH 3 (CH 2) 12 CH 2 CH 2 C Hell 3 (CH 2) 2 CH 2 CH 2 CON SCA

CH 2 (CH 2) 12 CH \u003d SCA SNA

El camino del catabolismo de las proteínas de la hidrólisis (proteólisis) comienza bajo la acción de la proteasa y las enzimas peptidasa.

La hidrólisis de las proteínas comienza en el estómago bajo la acción de la enzima de pepsina, esto contribuye a un medio ácido de pH gástrico \u003d 1-2, debido a la liberación de células gástricas de ácido clorhídrico.

En el intestino delgado a pH \u003d 7.8-8.4, la desintegración de las proteínas está catalizada por las enzimas de tripas y animadores.

AK: el producto de la hidrólisis de proteínas que proviene del tracto gastrointestinal es un fondo importante de la reposición de las reservas de aminoácidos de células y tejidos. La admisión limitada desde el exterior incluso de una de las personas insustituibles causa una fuerte descomposición de las proteínas propias de los tejidos, AK se usa en la síntesis de sus propias proteínas, nucleótidos, porfirinas, etc.

En un día, un adulto es de 100 g de proteína. Las proteínas pueden estar llenas, en presencia de todos los AK indispensables y defectuosos, no todos los AC no son indispensables. Durante el día, 400 g de proteína se descompone y sintetizan. Durante 35 días, todas las proteínas se actualizan.

Sobre el estado del intercambio de proteínas puede ser juzgado por el equilibrio de nitrógeno. Dado que las proteínas de los órganos se distinguen por especies estrictas y especificidad de los tejidos, un organismo vivo tiene la capacidad de usar la proteína administrada solo en un estado hidrolizado.

La absorción de AK a través de la membrana del intestino delgado ocurre bajo la acción de la glutatión. AK se inscribe en la sangre de la vena portadora, luego en el hígado, donde se somete la transformación.