Внутреннее дыхание

1. Газообмен в легких

В легких кислород из альвеол поступает в кровь, а углекислый газ – из крови поступает в альвеолы.

• Движение газов осуществляется по закону диффузии: из области высокого парциального давления – в область с низким парциальным давлением.

• Причина движения газов – разница парциального давления. Механизм движения газов - диффузия

• О₂ и СО₂ переносит кровь в химически связанном виде

1. Транспорт О₂

• Основной переносчик О₂ – белок гемоглобин (Hb), содержащийся в эритроцитах. Hb связывается с O₂ и в результате образуется оксигемоглобин

Hb + 4O₂ = Hb(O₂)₄

• В виде Hb(O₂)₄ переносится к клеткам тканей. В тканях парциальное давление О₂ низкое и химически нестабильный оксигемоглобин распадается, освобождая О₂.

2. Транспорт СО₂

• Большая часть СО₂ (70%) переносится в виде гидрокарбонатов калия (KHCO₃), меньшая часть СО₂ переносится в виде карбогемоглобина

Hb + CO₂ = Hb(CO₂)

2Газообмен в тканях

• Парциальное давление О₂ в клетках – 0 мм рт. ст. , в артериальной крови – 100 мм рт. ст. => О₂ диффундирует из капилляров в тканевую жидкость → в клетки

• Парциальное давление СО₂ В клетках – 80 мм рт. ст., а в венозной крови – 40 мм рт. Ст. => СО₂ диффундирует из клетки через тканевую жидкость в кровь.

Т.о. в тканях артериальная кровь превращается в венозную.

4.клеточное дыхание

• Клеточное дыхание осуществляется в митохондриях: в матриксе и на кристах, с участием многочисленных ферментов

• Включает 2 фазы:

1) Окислительное декарбоксилирование

2) Окислительное фосфорилирование

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ

• Суммарное уравнение реакции:

• 2С₃Н₄О₃ + 6Н₂О = 6СО₂ + 2АТФ + 10(НАД∙Н₂ + ФАД∙Н₂)

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ

Дыхательные цепи – это многоступенчатые цепи переноса ē НАД∙Н2 и ФАД∙Н2 к их конечному акцептору – О₂

• Откуда берутся ē?

при взаимодействии пары Н с окисленным веществом (с НАД⁺ и ФАД⁺) один из них присоединяется к НАД⁺/ФАД⁺, а другой диссоциирует на протон и ē

НАД⁺ + Н∙[H⁺ + ē] → HAД∙Н + Н⁺ + ē

• Н⁺ временно остается в среде и участвует в химических реакциях позднее (накапливается на внешней стороне мембраны крист, создавая положительно заряженное поле)

• ē направляются в ЭТЦ, встроенные во внутреннюю мембрану митохондрии. ЭТЦ представляют собой цепь молекул-переносчиков ē – цитохромов. Подобно молекуле гемоглобина цитохромы содержат атомы Fe, которые являются переносчиками ē

• Fe³⁺ + ē → Fe²⁺

• Fe²⁺ - ē → Fe³⁺

Дыхательные движения – это попеременные вдох и выдох, которые ритмично сменяют друг друга, обеспечивая вентиляцию легких

• Дыхательные центры (ДЦ) продолговатого мозга обеспечивает регуляцию дыхания за счет расслабления и сокращения дыхательных мышц – диафрагмы, наружных и внутренних дыхательных мышц

• Выделяют 2 центра:

1. Центр вдоха

2. Центр выдоха