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Oxidation bedeutet Entzündung?

Oxidation bedeutet Entzündung?


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In Ordnung, ich habe einen Artikel über Ernährung gelesen, der sich auf die Inhaltsanalyse von gebäckähnlichen Lebensmittelprodukten für Kinder konzentrierte. Ich muss sagen, dass ich mir nicht sicher bin, ob dieser Artikel den imaginären Geruchstest bestehen würde, obwohl er keine ernsthaften roten Fahnen gehisst, außer einer. In diesem Artikel heißt es unter anderem, dass Oxidation eine Entzündung bedeutet. Sie sagte dies im Zusammenhang mit der Verwendung von Rapsöl in diesem Produkt, wobei gesagt wurde, dass Rapsöl weniger gesättigt ist und daher eher oxidiert. Es implizierte dann, dass diese Oxidation im menschlichen Körper zu einer Entzündung führt. Jetzt bin ich kein Spezialist für Biologie, Medizin oder Ernährung, aber wenn mir immer noch etwas von der Highschool-Biologie im Kopf steckt, dann ist es, dass Entzündungen die körperliche Manifestation unseres Immunsystems sind, die Infektionen abwehren, oder? Abgesehen von einigen Autoimmunreaktionen sehe ich nicht, wie die Einnahme von Rapsöl zu Entzündungen führen könnte.

Meine Frage lautet also: Kann man wirklich sicher sagen: "Oxidation = Entzündung"? Oder ist das totaler Unsinn? Oder gibt es eine Theorie, die eine solche Behauptung stützen könnte, und wie zuverlässig ist diese Theorie? Ist es nicht nur eine dieser als Theorien getarnten Hypothesen?

Besagter Artikel ist auf Tschechisch, ansonsten würde ich ihn für Sie verlinken.


BEARBEITEN: Artikellink hier, Sie können es mit Google Translate versuchen :)


Oxidation tut nicht Entzündung bedeuten. Aber Oxidation kann eine Entzündungsursache sein.

Oxidationsprozesse sind Teil des normalen Zellstoffwechsels (meist in Mithocondrien). Sie führen zu reaktiven Sauerstoffspezies ($O_2^-$, $H_2O_2$ und $OH-$), die durch Aktivierung einiger Transkriptionsfaktoren Entzündungen auslösen können:

NF-κB, AP-1, p53, HIF-1α, PPAR-γ, β-Catenin/Wnt und Nrf2 [1]

Die Stoffwechselprozesse produzieren auch einige Antioxidantien, um diese reaktiven Sauerstoffspezies zu inaktivieren. Aber der Überschuss an Oxidationsmitteln führt zu oxidativem Stress, der mit Entzündungen und sogar Krebs verbunden zu sein scheint [1].

Rapsöl ist weniger gesättigt und oxidiert daher eher

"weniger gesättigt" zu sein, wäre meiner Meinung nach besser, da Studien gezeigt haben, dass gesättigte Fettsäuren Entzündungen fördern [2], während ungesättigte Fette die Produktion von entzündlichen Zytokinen und reaktiven Sauerstoffspezies verringern [3].

Meine Frage lautet also: Kann man wirklich sicher sagen: "Oxidation = Entzündung"?

NEIN. Per Definition ist Oxidation a chemische Reaktion bei dem ein Molekül, Atom oder Ion Elektronen verliert [4]. Andererseits ist eine Entzündung ein sehr komplexer Vorgang, da biologische Reaktion auf schädliche Reize und erfordert zelluläre Interaktion [5].


Verweise:

  1. Reuter S., Gupta SC, Chaturvedi MM, Aggarwal BB. Oxidativer Stress, Entzündungen und Krebs: Wie hängen sie zusammen? Freies Radikal. Biol. Med. 2010 Dez. 1;49(11):1603-16. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.06. PubMed-PMID: 20840865.
  2. Gesättigte Fettsäuren und Entzündungen: Wer zahlt den Tribut? Alan Chait und Francis Kim Arterioskler Thromb Vasc Biol. 2010;30:692-693, doi:10.1161/ATVBAHA.110.203984
  3. Ergänzung: n-3 Fettsäuren: Empfehlungen für Therapie und Prävention: Philipp C. Calder n−3 Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Entzündungen und entzündliche Erkrankungen Am J Clin Nutr Juni 2006 83: 6 S1505-1519S
  4. Wikipedia-Mitwirkende, "Redox", Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Redox&oldid=621442954 (Zugriff am 13. September 2014).
  5. Wikipedia-Mitwirkende, "Inflammation", Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Inflammation&oldid=625272396 (Zugriff am 13. September 2014).

Oxidationsdefinition und Beispiel in der Chemie

Zwei Haupttypen chemischer Reaktionen sind Oxidation und Reduktion. Oxidation hat nicht unbedingt etwas mit Sauerstoff zu tun. Hier ist, was es bedeutet und wie es mit der Reduzierung zusammenhängt.

Wichtige Erkenntnisse: Oxidation in der Chemie

  • Oxidation tritt auf, wenn ein Atom, Molekül oder Ion bei einer chemischen Reaktion ein oder mehrere Elektronen verliert.
  • Wenn eine Oxidation auftritt, erhöht sich der Oxidationszustand der chemischen Spezies.
  • Oxidation erfordert nicht unbedingt Sauerstoff! Ursprünglich wurde der Begriff verwendet, wenn Sauerstoff bei einer Reaktion einen Elektronenverlust verursachte. Die moderne Definition ist allgemeiner.

Was ist oxidativer Stress?

Um zu wissen, was oxidativer Stress ist, müssen Sie zunächst eine Reihe von Begriffen verstehen.

Freie Radikale

Radikale (freie Radikale) sind Moleküle mit mindestens einem ungepaarten Valenzelektron. Die meisten Atome und Moleküle versuchen ständig, die Oktettregel zu erfüllen. Diese Regel – obwohl sie Ausnahmen hat – besagt, dass Atome immer versuchen werden, ihren Volantring (äußerer Elektronenring) mit acht Elektronen zu füllen. Dies erhöht ihre Stabilität.

Beispiele für freie Radikale sind Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Beide haben freie (ungepaarte) Elektronen, die versuchen, sich mit anderen Molekülen zu verbinden, um sie stabiler zu machen. In Lachgasform (Lachgas), Nitroniumkationen und Nitritanionen gibt es keine ungepaarten Elektronen – diese Gemische aus Stickstoff und Sauerstoff sind also keine Radikale.

Radikale wirken auf zwei Arten. Wenn sie versuchen, ihre Volantschale mit einem Elektron eines anderen Atoms zu füllen, sind sie Oxidationsmittel. Wenn Radikale einem anderen Atom ein äußeres Elektron geben, sind sie Reduktionsmittel. Nicht alle Oxidationsmittel und Reduktionsmittel sind freie Radikale.

Freie Radikale sind kurzlebig, da sie schnell an andere Atome binden, um die Oktettregel zu erfüllen.

Alle reaktiven Sauerstoffspezies sind Radikale, aber nicht alle Radikale sind ROS. Nur sauerstoffhaltige Radikale können ROS sein. Da die meisten biologischen Systeme Sauerstoff benötigen und fast alle menschlichen Zellen aerob sind, kann man davon ausgehen, dass der menschliche Körper mehr ROS produziert als Nicht-Sauerstoff-Radikale. Gewöhnlicher Sauerstoff (O2) reagiert nicht leicht mit anderen Molekülen, ist jedoch in seinen ROS-Formen reaktiv.

Reaktive Sauerstoffspezies

Die häufigsten reaktiven Sauerstoffspezies im Körper sind Superoxidradikale (O2• – ), Wasserstoffperoxid (H2Ö2), Hydroxylradikale (•OH) und Singulett-Sauerstoff ( 1 O2). Diese ROS sind für biologische Prozesse erforderlich, die Folgendes umfassen:

  • Proteinphosphorylierung (Proteinfunktionsregulation) Aktivierung (programmierter Zelltod)
  • Immunität

Dies bedeutet, dass die ROS-Produktion für eine gute Gesundheit notwendig ist. Es ist ROS Akkumulation das führt zu unzähligen Störungen und Krankheiten. Wenn sich reaktive Sauerstoffspezies ansammeln, ist das Ergebnis oxidativer Stress.

Reaktive Stickstoffspezies

Reaktive Stickstoffspezies (RNS) werden hauptsächlich durch das freie Radikal Stickstoffmonoxid (NO • ) repräsentiert. NO • ist das Ergebnis des Stoffwechsels von L-Arginin (einer Aminosäure). NO • in Nervenzellen produziert hilft bei der Neuronenkommunikation in Makrophagen und glatten Muskelzellen, Stickoxid trägt zur Immunität bei NO • entspannt auch die Blutgefäße und hält den normalen Blutdruck aufrecht.

Oxidation und Reduktion

Wie bereits erwähnt, wirken freie Radikale als Oxidationsmittel, wenn sie das Elektron eines anderen Atoms nutzen, um ihre Volantschale zu füllen. Bei einer Oxidationsreaktion, die durch die Anwesenheit von Radikalen ermöglicht wird, laufen zwei gegensätzliche Reaktionen gleichzeitig ab.

Wenn ein freies Radikal ein Elektron von einem anderen Molekül aufnimmt, verhält es sich wie ein Oxidationsmittel, das andere Molekül (das ein Elektron abgibt) ist das Reduktionsmittel. Das Gegenteil gilt für freie Radikale, die ein Elektron an ein anderes Atom oder Molekül abgeben – diesmal ist das freie Radikal das Reduktionsmittel und die andere Struktur das Oxidationsmittel.

Oxidation hat drei Definitionen – Verlust von Elektronen, Zugabe von Sauerstoff oder Subtraktion von Wasserstoff.

Reduktion hat entgegengesetzte Definitionen – Elektronenaufnahme, Sauerstoffabzug oder Wasserstoffzugabe.

Da für eine Reaktion zwei Atome oder Moleküle benötigt werden, müssen Oxidation und Reduktion gleichzeitig erfolgen. Wir bezeichnen diese beiden Prozesse daher als Redoxreaktionen.

Dies bedeutet, dass alle Reaktionen freier Radikale im menschlichen Körper Redoxreaktionen sind. Diese Redoxreaktionen treten in allen unseren Stoffwechselprozessen (die durch die durch die mitochondriale Atmung erzeugte Energie bereitgestellt werden) und in unserem Immunsystem (NADPH-Oxidase) auf.

Antioxidantien und Pro-Oxidantien

Antioxidantien stoppen den Oxidationsprozess. Da eine Oxidationsreaktion auch eine Reduktionsreaktion erfordert, sollten Antioxidantien vielleicht besser als Antiredoxidantien bezeichnet werden.

Oxidations- und Reduktionsreaktionen bilden Radikale im gesamten Bereich der intrazellulären Prozesse. Alles, was diese Reaktionen verlangsamt oder stoppt, führt zu einer geringeren Produktion freier Radikale. Freie Radikale sind jedoch für den Menschen lebensnotwendig und es ist unmöglich, sie zu vermeiden, ohne zu sterben.

Antioxidantien werden nur bei oxidativem Stress empfohlen. Da externe Quellen freier Radikale leicht über unser Atmungssystem, die Haut und das Verdauungssystem absorbiert werden und wir mit zunehmendem Alter mehr freie Radikale produzieren, ist es unwahrscheinlich, dass wir antioxidative Stresspräparate überdosieren können. Trotzdem verstehen wir noch nicht jede Reaktion, die von jedem Antioxidans verursacht wird.

Es ist auch sehr unwahrscheinlich, dass wir in bestimmten Lebensphasen nicht genügend freie Radikale produzieren können.

Beispiele für Antioxidantien sind Vitamin C, Glutathion, Katalase, Superoxiddismutase, Ubichinon, Liponsäure, Harnsäure, Carotine, Vitamin E, Flavonoide und Coenzym Q. Auch Bewegung ist ein Antioxidans.

Ein Pro-Oxidationsmittel fördert Oxidationsreaktionen und erhöht entweder die ROS-Produktion oder blockiert die Wirkung von Antioxidantien. Ein wichtiger Bluttest ist Homocystein. Hohe Konzentrationen dieses Pro-Oxidationsmittels können das Vorhandensein von oxidativem Stress vorhersagen. Seltsamerweise ist auch bekannt, dass Vitamin C prooxidative Wirkungen hat.


Die Definition der Biologie der biologischen Oxidation besagt, dass Vitalität die Oxidation von essentiellen Fettsäuren durch wässrige Spezies in Gegenwart von Sauerstoff wäre

Oxidation bedeutet normalerweise, dass dieses eine Molekül auf molekularer Ebene zu einem anderen oxidiert wird. Rost bedeutet normalerweise auch, dass ein Molekül auf molekularer Ebene in ein anderes reduziert wird. Daher ist biologische Radikale der Wechsel von einem einzelnen Molekül zum nächsten an einem molekularen Punkt.

Diese Definitionen sind sehr ähnlich, aber der große Unterschied liegt in der Richtung der Oxidation. Im Wasser werden wässrige Spezies vermutet, wie in der Biology Definition http://expert-writers.net/ of Biological Oxidation. Aus der Lab-Definition der biologischen Oxidation ” kann der Begriff’that a’ verwendet werden.

Die Labordefinition der biologischen Oxidation besagt, dass wässrige Spezies bei der biologischen Oxidation wenig an mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthalten. In der Biologie kann Oxidation ein Vorgang sein, der Elektronen und Radikale erzeugt. Ein Fall von Elektronen ist die Abnahme eines einzelnen Moleküls der Verbindung im Trinkwasser. Die Auswirkung der Oxidation wäre die Reduktion wässriger Spezies in mehrfach ungesättigte essentielle Fettsäuren. Die Reduktion eines einzelnen Moleküls eines Moleküls einer anderen Verbindung begleitet die Oxidation in diesen Experimenten.

Eine zweite Bedeutung des Ausdrucks biologische Elektronen ist die Oxidation eines Moleküls, das sich in einem Gleichgewichtszustand befindet. Das Endergebnis eines einzelnen Experiments wird zu diesem nächsten Experiment vervollständigt. Dass Hausaufgabenhilfe ist, geht die Reaktion auf unbestimmte Zeit weiter.

Eine weitere Bedeutung des Begriffs Oxidation könnte die Bildung von Toxinen sein. In dieser Situation führt zu wenig Sauerstoff zu einer Reduzierung der Spezies, und das wirkt sich als Reaktion auf ein gleichmäßiges Molekül aus. Es entsteht ein Molekül, das sich noch im Gleichgewicht mit den Molekülen dieser ursprünglichen Lösung befindet.

Eine Bedeutung des Begriffs Oxidation kann die Wirkung der Oxidation auf das Auftreten der Verbindungsspezies sein. Bei einem Sauerstoffüberschuss in wässriger Lösung wird ein Wasserstoffüberschuss produziert, was zu einer Abnahme der Spezies führt, was zur Bildung von Toxinen und eines anderen chemischen Moleküls führt.

Die Biologie-Definition der biologischen Oxidation besagt, dass der gesamte Lebenszyklus viel als Reaktion beschrieben wird. Sobald ein Sauerstoffüberschuss in der Lösung vorhanden ist, wird zu wenig Sauerstoff erzeugt, was wässrige Spezies in Arten zerlegt.

Sogar die biologische Definition der biologischen Oxidation besagt, dass bei einem Sauerstoffüberschuss in wässriger Lösung zu wenig Sauerstoff erzeugt wird, wodurch wässrige Spezies zu Einsen reduziert werden. Daher besagt die biologische Definition der biologischen Oxidation, dass es ein Ungleichgewicht zwischen Sauerstoff und Wasserstoff gibt.


Biologische Oxidation (mit Diagramm)

Dieser Artikel gibt die Antwort auf die Frage nach “Wie produzieren die Nahrung, die wir aufnehmen und der Sauerstoff, den wir atmen, Energie, um den Lebensprozess fortzusetzen?”. Die einfachste Antwort ist, dass die Nahrung, die wir zu uns nehmen, durch die im Körper vorhandenen Enzyme oxidiert wird.

Während dieses Prozesses einige reduzierende Äquivalente, d.h. NADH und FADH2 erzeugt werden, die in der Natur elektronenreich sind. Diese reduzierenden Äquivalente geben ihre Elektronen an den Sauerstoff ab, den wir einatmen, wobei Energie freigesetzt wird, um Adenosintriphosphat (ATP) zu produzieren. ATP ist als Energiewährung der Zelle bekannt und bewirkt den biologischen Prozess des Lebens. Um den obigen Prozess zu verstehen, müssen wir einige grundlegende Terminologien verstehen.

Oxidation und Reduktion können auf drei verschiedene Arten definiert werden:

ich. Oxidation ist ‘Addition von Sauerstoff’ oder ‘Entfernung von Wasserstoff’ oder ‘Entfernung von Elektronen’.

ii. Reduktion ist ‘Entfernung von Sauerstoff’ oder ‘Addition von Wasserstoff’ oder ‘Addition von Elektronen’.

Oxidationsmittel oder Oxidationsmittel:

Ein Elektronenakzeptor ist ein Oxidationsmittel oder Oxidationsmittel.

Reduktionsmittel oder Reduktionsmittel:

Ein Elektronendonor ist ein Reduktionsmittel oder Reduktionsmittel.

Die relative Tendenz des Reduktionsmittels, Elektronen im Vergleich zu Wasserstoff abzugeben, wird als Oxidations-Reduktions-Potential oder ‘Redox-Potential’ (E0).

Das Redoxpotential von Wasserstoff wird bei pH 0 (-0,417), 25°C, in einer Lösung von 1 molarer Konzentration (1,0 Atom Wasserstoff) als Null angenommen.

ich. Eine Verbindung mit einem negativen Wert von E0 ist ein besserer Elektronendonator als Wasserstoff.

ii. Eine Verbindung mit einem positiven Wert von E0 ist ein schlechter Elektronendonor als Wasserstoff.

Die Elektronen fließen von Verbindungen mit negativem Redoxpotential zu solchen mit positivem Redoxpotential, weil es zu einem Energieverlust kommt und die Verbindung somit stabil wird.

In jede chemische Substanz ist eine bestimmte Energiemenge eingebaut, die die Energie der chemischen Bindungen ist, die die Atome zusammenhalten. Das ist die freie Energie.

Hochenergetische Verbindungen und energiereiche Bindung (

Jede Bindung, die bei Hydrolyse eine minimale freie Energie von 7,4 Kcal/mol ergibt, wird als energiereiche Bindung bezeichnet, und die Verbindung, die eine energiereiche Bindung aufweist, wird als hochenergetische Verbindung bezeichnet. Ex. ATP, Pyrophosphat, 1,3-Diphosphoglycerinsäure, Phosphoenolpyruvat, Kreatinphosphat und Acetyl-CoA.

Adenosintriphosphat (ATP):

ATP ist auch als „Energiewährung“ der lebenden Zelle bekannt, da es Energie aus energieliefernden Quellen auf die energieerfordernden Zellprozesse überträgt. ATP hat zwei Pyrophosphatbindungen. Bei der Hydrolyse jeder der beiden endständigen Phosphatgruppen werden mehr als 7,4 Kcal/Mol Energie freigesetzt, aber die dritte Bindung liefert nur 3 Kcal/Mol Energie, also ist es keine Hochenergiebindung. Bei der Hydrolyse wird ATP in ADP und in AMP umgewandelt.

Die biologische Oxidation wird durch Enzyme katalysiert, die in Kombination mit Coenzymen und/oder Elektronenträgerproteinen wirken.

Verschiedene Enzyme, die mit der biologischen Oxidation verbunden sind, sind:

1. Oxidoreduktasen:

Diese Enzyme katalysieren die Entfernung von Wasserstoff aus dem Substrat und fügen ihn einer anderen Substanz hinzu, wodurch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion bewirkt wird. Ex. Glyceraldehyd – 3 – Phosphatdehydrogenase.

Diese Enzyme katalysieren die Entfernung von Wasserstoff aus dem Substrat und fügen direkt dem molekularen Sauerstoff hinzu. Ex. Cytochromoxidasen, Tyrosinase, Uricase.

Diese Enzyme bauen Sauerstoff in die Substrate ein.

(ein) Monooxygenasen:

Fügt dem Substrat nur ein Atom Sauerstoff hinzu. Diese werden auch als Mischfunktionsoxidasen bezeichnet.

Fügt dem Substrat beide Sauerstoffatome hinzu. Ex. Homogentisinsäure-Dioxygenase.

4. Aerobe Dehydrogenasen:

Diese Enzyme entfernen Wasserstoff aus dem Substrat und fügen ihn entweder direkt Sauerstoff oder anderen künstlichen Akzeptoren wie Methylenblau hinzu. Als Produkt entsteht Wasserstoffperoxid.

5. Anaerobe Dehydrogenasen:

Diese Enzyme verwenden andere Substrate oder Substanzen, um den Wasserstoff zu spenden. Sie übertragen Wasserstoff auf einen anderen Wasserstoffakzeptor, aber nicht direkt auf Sauerstoff. Somit sind die Wasserstoffakzeptoren NAD, FAD und FMN. Hämproteine ​​wie Cytochrome erhalten auch Wasserstoff. Die Cytochrome sind ‘b’, ‘c1‘, ‘c’, ‘a’ und ‘a3‘.

6. Hydroperoxidasen:

Diese Enzyme haben entweder Wasserstoffperoxid (H2Ö2) oder organisches Peroxid als Substrat.

Es gibt zwei Arten von Hydroperoxidasen:

Ihre Hauptfunktion ist die Zerstörung von H2Ö2.

Elektronentransportkette:

Wenn Elektronen aus dem elektronegativsten System übertragen werden [(NADH oder FADH2) (-0,32 V)] zum elektropositivsten System (+0,82 V) (Sauerstoff) wird die gesamte Energie auf einmal explosionsartig freigesetzt. Wenn sie jedoch schrittweise über einige Zwischensysteme übertragen werden, wird Energie langsam freigesetzt und kann von der Zelle eingefangen werden, um energiereiche Verbindungen zu synthetisieren. Bei der biologischen Oxidation werden Elektronen durch Elektronentransportproteine ​​übertragen, die in einer bestimmten Kette angeordnet sind, um die Elektronentransportkette (ETC) zu bilden, die sich in der inneren Mitochondrienmembran befindet.

Atemkette oder ETC:

Die Übertragung von Elektronen vom Substrat auf molekularen Sauerstoff durch eine Kette von Elektronenträgern wird als Elektronentransportkette oder Atmungskette bezeichnet. Mitochondrien enthalten eine Reihe von Katalysatoren, die die Atmungskette bilden, die an der Übertragung von Elektronen und Wasserstoff beteiligt sind und ihre letzte Reaktion mit Sauerstoff ist, um Wasser zu bilden. Die Komponenten der Atmungskette sind nach steigendem Redoxpotential sequentiell angeordnet.

Elektronen fließen schrittweise durch die Kette von einem niedrigeren Redoxpotential zu einem höheren Redoxpotential. Bei der Übertragung von Elektronen von einer Komponente auf eine andere wird eine gewisse Energiemenge freigesetzt. Immer dann, wenn 7,4 Kcal Energie oder etwas mehr freigesetzt werden, findet dort die ATP-Bildung statt. NADH bildet 3 ATPs, während FADH2 nur 2 bildet, wenn es an der Stelle hinter der ersten Stelle der ATP-Bildung in ETC eintritt.

Die/drei Stellen der ATP-Bildung in der ETC- oder Atmungskette sind:

1. Zwischen NADH-Dehydrogenase (Flavoprotein) und Ubichinon (Coenzym Q).

2. Zwischen Cytochrom-b und Cytochrom-c1.

3. Zwischen Cytochrom-a und Cytochrom-a3 (Cytochromoxidase).

Die Bestandteile von ETC, ihr Redoxpotential und ihre Reihenfolge sind:

Phosphorylierung:

Die Veresterung eines Phosphats über eine hochenergetische Bindung (7,4 Kcal) wird als Phosphorylierung bezeichnet. Die Kombination von anorganischem Phosphat (Pi) mit jeder anderen Verbindung durch hochenergetische Bindung wird als Phosphorylierung bezeichnet. Oder Bildung von ATP aus ADP und Phosphat oder NTP aus NDP und Pich wird als Phosphorylierung bezeichnet.

Es gibt zwei Arten der Phosphorylierung:

1. Phosphorylierung auf Substratebene:

Die Bildung einer hochenergetischen Phosphatbindung auf Substratebene ohne Beteiligung der Atmungskette ist als Phosphorylierung auf Substratebene bekannt. Ex. Phosphoenolpyruvat wird durch Pyruvatkinase in Pyruvat umgewandelt, wobei ATP aus ADP gebildet wird.

2. Oxidativ Phosphorylierung:

Die enzymatische Phosphorylierung von ADP zu ATP gekoppelt mit dem Elektronentransport von einem Substrat zu molekularem Sauerstoff ist als oxidative Phosphorylierung oder Atmungsketten-Phosphorylierung bekannt.

Mechanismus der oxidativen Phosphorylierung:

Es gibt drei Theorien oder Hypothesen, die die Bildung von ATP durch die Elektronentransportkette erklären.

1. Hypothese der chemischen Kopplung:

Es besagt, dass eine hochenergetische Verbindung gebildet wird, die die durch Elektronenübertragung freigesetzte Energie aufnimmt und diese Verbindung wiederum ADP zu ATP phosphoryliert.

2. Konformationelle Kopplungshypothese:

Es gibt viele Proteine ​​in der Wand der inneren Mitochondrienmembran, eines davon ist F0F1, ATPase, die für die ATP-Produktion verantwortlich ist. Nach dieser Hypothese führt die von ETC freigesetzte Energie zu einer Konformationsänderung in den Proteinen der Membran und wird dann auf F . übertragenQF1ATPase, die dadurch ebenfalls eine Konformationsänderung erfährt und damit instabil wird. Um Stabilität zu erreichen, liefert es Energie für die ATP-Synthese.

3. Chemiosmotische Hypothese:

Es besagt, dass der Elektronentransport H + von der mitochondrialen Matrix über die innere mitochondriale Membran in die äußere wässrige Phase pumpt, wodurch die Matrix basisch und die äußere Phase sauer wird. Aufgrund dieses osmotischen Unterschieds (d. h. außerhalb der mitochondrialen Matrix saurer und innerhalb der mitochondrialen Matrix basischer) kann der H-Einstrom (diffus) in die Matrix durch eine Pore im F0F1 ATPase, die die Energie für die ATP-Synthese liefert.

P/O-Verhältnis:

Die Anzahl der pro verbrauchtem Sauerstoffatom veresterten anorganischen Phosphate wird als P/O-Verhältnis bezeichnet. Für NADH ist es 3 und FADH ist es 2.

Bildung und Entgiftung von H2Ö2:

Während ETC, O2 nimmt vier Elektronen auf und bildet zwei H2O. Wenn zufällig O2 nimmt nur zwei Elektronen auf, das gebildete Produkt ist H2Ö2 und wenn es nur ein Elektron aufnimmt, dann Superoxidradikal (:O2

) gebildet. Beide schädigen die Membranstruktur, indem sie die ungesättigten Fettsäuren der Membranen angreifen.

Superoxid wird entgiftet als—

Cytochrom-a3:

Cytochrom-a3 wird auch als Cytochromoxidase bezeichnet. Es hat zwei Hämmoleküle mit langen Kohlenwasserstoffseitenketten. Am anderen Ende des Häms sind zwei Kupferatome angebracht, die direkt mit Sauerstoff reagieren können, um vier Elektronen abzugeben.

Inhibitoren von ETC:

Inhibitoren von ETC sind diejenigen, die den Elektronenfluss in der Elektronentransportkette hemmen oder stoppen.

Einige der Inhibitoren von ETC sind:

(a) Am ersten Ort der ATP-Bildung hemmen Rotenon und Barbital den Elektronenfluss

(b) An der zweiten Stelle hemmen Antimycin-A und Amytal den Elektronenfluss.

(c) An der dritten Stelle Cyanid (Cn – ), Kohlenmonoxid (CO) und H2S-Gassperre.

Entkoppler der oxidativen Phosphorylierung:

Entkuppler sind solche Substanzen, die die oxidative Phosphorylierung (Bildung von ATP) verhindern, obwohl ETC normalerweise arbeitet. Durch die Wirkung von Entkopplern gibt es einen kontinuierlichen Elektronenfluss, aber es findet keine Bildung von ATP statt, d.h. ETC ist nicht an die ATP-Bildung gekoppelt, so dass die Energie als Wärme abgeführt wird.

Einige der Entkoppler sind:

1. 2, 4-Dinitrophenol (DNP):

Es überträgt Protonen durch die Mitochondrienmembran und lenkt so seinen Fluss von F . ab0F1 ATPase.

Es überträgt K 4 -Ionen und stört den osmotischen Druck.

Es überträgt Na + -Ionen durch die Membran.

Alle oben genannten drei sind als ‘Ionophore’ bekannt, d. h. diejenigen, die die Membranpermeabilität für Ionen unterbrechen und dadurch die Phosphorylierung mit ETC entkoppeln.

5. Atractylosid:

Es hemmt das Adeninnukleotid-Transportprotein der Mitochondrienmembran, das ATP im Austausch gegen ADP transportiert.

Einige der Mechanismen/Anwendungen von Entkopplern sind:

1. Der Mechanismus, durch den die Körperwärme während des Fiebers erhöht wird, ist das Entkoppeln.

2. Die Zunahme der Peniswärme während der Erektion ist auf das Entkoppeln zurückzuführen.

3. Die Reduzierung des Fettanteils (Gewichts) bei adipösen Personen erfolgt durch den Mechanismus der Entkopplung (verboten).

4. Neugeborene haben eine spezielle Art von Mitochondrien, die als braune Fettmitochondrien bezeichnet werden und die sehr porös sind und mehr Cytochrome enthalten. Sie helfen bei der Freisetzung von mehr Wärme durch Entkoppeln und tragen so zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur bei den Säuglingen bei, da sie kein subkutanes Fett haben, was zu einem weiteren Wärmeverlust führt.

Chemiekrieg:

Dabei werden die toxischen Eigenschaften chemischer Substanzen genutzt, um einen Feind zu töten, zu verletzen oder außer Gefecht zu setzen. Die offensive Verwendung von lebenden Organismen (wie Milzbrand) wird eher als biologische Kriegsführung als als chemische Kriegsführung betrachtet. Toxine wie Botulinumtoxin, Ricin oder Saxitoxin gelten als chemische Kriegsführung. Chemikalien, die in der Kriegsführung verwendet werden, werden als ‘Chemical Warfare Agent (CWA)’ bezeichnet.

Etwa 70 verschiedene Chemikalien wurden im 20. und 21. Jahrhundert als chemische Kampfstoffe verwendet oder gelagert. Diese Mittel können in flüssiger, gasförmiger oder fester Form vorliegen. Flüssige Mittel sind im Allgemeinen dafür ausgelegt, schnell zu verdampfen, solche Flüssigkeiten gelten als flüchtig oder haben einen hohen Dampfdruck. Viele chemische Stoffe werden flüchtig gemacht, damit sie schnell über einen großen Bereich verteilt werden können.

Chemische Kampfstoffe werden in tödliche und handlungsunfähige Kategorien eingeteilt. Ein Stoff wird als handlungsunfähig eingestuft, wenn weniger als 1/100 der tödlichen Dosis eine handlungsunfähige Wirkung verursacht, z. durch Übelkeit oder Sehstörungen.

Klassen:

Chemische Kampfstoffe werden nach ihrer Wirkung auf den menschlichen Körper in verschiedene Kategorien eingeteilt.

Die Namen und die Anzahl der Kategorien variieren leicht von Quelle zu Quelle, aber im Allgemeinen werden verschiedene Arten von chemischen Kampfstoffen verwendet.


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Ein-Elektronen-Oxidation von DNA und Entzündungsprozessen

Nitrosoperoxycarbonat-Anion, eine reaktive Spezies, die bei Entzündungsprozessen erzeugt wird, ist in der Lage, Guaninbasen mit einer Sequenzselektivität spezifisch zu oxidieren, die fast derjenigen entspricht, die normalerweise für Ein-Elektronen-Oxidationsmittel beobachtet wird.

Es häufen sich Beweise für die Beteiligung von oxidativen DNA-Schäden an verschiedenen Pathologien, einschließlich Krebs, und an physiologischen Prozessen wie Alterung und Entzündungen. Beispielsweise wurde gezeigt, dass 8-Oxo-7,8-dihydroguanin (8-oxoGua), ein allgegenwärtiges Oxidationsprodukt der DNA, schädliche G→T-Transversionen induziert, wenn die Läsion nicht repariert wird 1 . In den letzten zehn Jahren wurde diesem Bereich große Aufmerksamkeit geschenkt, was zur Aufklärung der durch reaktiven Sauerstoff (·[OH], [O2]· – und 1 O2) und Stickstoffspezies ([NO]·, ONOO – ), die während des Atemstoßes freigesetzt oder bei akuter Exposition gegenüber Mitteln des oxidativen Stresses wie ionisierender Strahlung 4 und der UVA-Komponente des Sonnenlichts 5 produziert werden können. Ein weiterer wichtiger DNA-Oxidationsprozess beinhaltet die Elektronenabstraktion von Nukleotidbasen (und schließlich der 2-Desoxyribose-Einheit), die durch hochenergetische Photonen von Gamma- und Röntgenstrahlung initiiert wird. Die Ein-Elektronen-Oxidation von Nukleobasen und insbesondere von Guanin, das das niedrigste Ionisationspotential unter den DNA-Bestandteilen aufweist, könnte jedoch durch reaktive Spezies, die biologisch relevant sein können, viel milder erreicht werden 2,4,6 . Während hochintensive UV-Laserpulse Nukleobasen typischerweise durch Zwei-Photonen-Ionisationsprozesse oxidieren, können Photosensibilisatoren wie Riboflavin, sobald sie angeregt sind, ein Elektron von der DNA abstrahieren 6 . In diesen Fällen ist Guanin entweder das primäre Ziel oder die letzte Senke eines Lochtransferprozesses, der vom Kontext der DNA-Sequenz abhängt und über einige bis mehrere Dutzend Basenpaare von einer entfernten einelektronenoxidierten Base oder Zuckereinheit 7 abläuft. 8,9 . Experimentelle und theoretische Studien haben gezeigt, dass Abschnitte benachbarter Guanine (und insbesondere die 5′-Base in solchen Abschnitten) anfälliger für Ein-Elektronen-Oxidation sind, höchstwahrscheinlich als Folge von Ladungsmigration zu den Stellen mit dem niedrigsten Ionisationspotential 10 .


ERGEBNISSE

Fasten führt zu einem Verlust an Körpermasse

Der Verlust an Körpermasse bei See-Elefanten wurde berechnet, um die Auswirkungen eines verlängerten Fastens auf die Gesamtkörperzusammensetzung von See-Elefanten zu bewerten. Die durchschnittliche Körpermasse der Seeelefanten betrug beim Absetzen 124 ± 6 kg und bei der Probenahme 92 ± 5 kg. Seeelefanten verloren 26±2% (P<0,001) ihrer Körpermasse während des Fastens (ca. 8 Wochen). Im Gegensatz dazu änderte sich der Gesamtproteingehalt der Muskulatur beim Fasten nicht (früh: 4,2 ± 0,5 mg ml −1 vs spät: 4,5 ± 0,6 mg ml –1 ). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Seeelefanten trotz des Verlusts von fast einem Viertel ihrer Körpermasse über robuste physiologische Mechanismen verfügen, um diesen potenziell schädlichen Zustand zu tolerieren.

Fasten aktiviert RAS

PRA und AT1 Die Proteinexpression wurde gemessen, um die Auswirkungen eines verlängerten Fastens auf die RAS-Aktivierung bei Seeelefanten zu bewerten. Fasten erhöhte die PRA um fast das 2,5-fache (früh: 2,8 ± 0,5 .) vs spät: 7,1±1,1 ng Ang I ml −1 h −1 , P<0.01) und Muskel AT1 Proteinexpression um 77% (früh: 100±13 vs spät: 177±19, P<0,05) (Abb. 1), was darauf hinweist, dass RAS als Reaktion auf verlängertes Fasten bei Seeelefanten aktiviert wird.

Fasten erhöht die Nox4-Proteinexpression und die NADPH-Oxidase-Aktivität

Die Nox4-Muskelprotein-Expression und die NADPH-Oxidase-Aktivität wurden gemessen, um zu beurteilen, ob verlängertes Fasten ROS-produzierende Proteine ​​bei Seeelefanten stimuliert. Fasten induzierte eine Verdoppelung der Nox4-Muskelprotein-Expression (früh: 100±8 vs spät: 201±26, P<0.01) und eine 74%ige Zunahme der NADPH-Oxidase-Aktivität (früh: 686±31 vs spät: 1194±172RLU mgProtein −1 , P<0,05) (Fig. 2). Diese Ergebnisse zeigen, dass Fasten das prooxidative System stimuliert, was möglicherweise zu einer erhöhten ROS-Produktion und oxidativen Schäden beitragen kann.

Beim Fasten nehmen weder oxidative Schäden noch Entzündungen zu

Zirkulierende Mengen von 8-iso-PGF, NT, TNF-α und hs-CRP zusammen mit den Muskelspiegeln von 4-HNE, TBARS, NT und Proteincarbonylen wurden gemessen, um die Auswirkungen eines verlängerten Fastens auf lokale und systemische Indizes für oxidative Schäden und Entzündungen bei Seeelefanten zu bewerten. Keiner dieser Reihe von Markern für oxidative Schäden und Entzündungen im Plasma oder Muskel nahm im Verlauf des Fastens zu (Tabelle 1, Abb. 3). Darüber hinaus werden Muskelproteincarbonyle (früh: 100±3 vs spät: 81±4) und NT-Pegel (früh: 100±1 .) vs spät: 95±1) verringert (P<0,05) mit Fasten (Abb. 3). Diese Ergebnisse zeigen, dass trotz der fasteninduzierten Aktivierung von RAS und Nox4 weder systemische noch lokale oxidative Schäden oder Entzündungen mit dem Fasten zunahmen, was darauf hindeutet, dass diese Tiere robuste physiologische Mechanismen entwickelt haben, um oxidativen Stress und Entzündungen während dieses potenziell schädlichen Zustands zu vermeiden.

Fasten erhöht antioxidative Enzyme

In order to explore the mechanisms elephant seals have evolved to cope with fasting-induced RAS and Nox4 activation, we compared muscle protein content of the antioxidant enzymes CuZnSOD, MnSOD, GPx and catalase, as well muscle and RBC SOD, catalase and GPx activities, between early and late fasted seals. CuZnSOD (early: 100±9 vs late: 158±17), MnSOD (early: 100±9 vs late: 140±8), GPx (early: 100±7 vs late: 151±14) and catalase (early: 100±10 vs late: 142±2) protein expression increased 40–60% (P<0.05) with fasting (Fig. 4). Similarly, the activities of muscle catalase (early: 29±4 vs late: 69±15 U mg protein −1 ) and GPx (early: 6.9±1.4 vs late: 10.7±0.5 U mg protein −1 ), and RBC SOD (early: 839±16 vs late: 920±24 U mL −1 ), catalase (early: 5192±753 vs late: 8185±973 U ml −1 ) and GPx (early: 430±90 vs late: 935±149 U ml −1 ) increased (P<0.05) with fasting (Fig. 5). These results indicate that fasting stimulates the antioxidant enzymatic system in elephant seal pups, which likely contributes to the suppression of oxidative stress and inflammation, despite the increases in RAS and Nox4.

Nox4 protein expression and NADPH oxidase activity increase with fasting in northern elephant seal pups. Mean (±s.e.m.) (A) muscle Nox4 protein content (expressed as the percentage change from ‘early’) and (B) muscle NADPH oxidase activity between early (2–3 weeks postweaning) and late (7–8 weeks postweaning) fasting periods. *P<0.05.

Nox4 protein expression and NADPH oxidase activity increase with fasting in northern elephant seal pups. Mean (±s.e.m.) (A) muscle Nox4 protein content (expressed as the percentage change from ‘early’) and (B) muscle NADPH oxidase activity between early (2–3 weeks postweaning) and late (7–8 weeks postweaning) fasting periods. *P<0.05.

Neither systemic nor muscle levels of oxidative damage increase with fasting in northern elephant seal pups. Mean (±s.e.m.) expressed as the percentage change from ‘early’ of (A) muscle 4-hydroxynonenal (4-HNE), (B) muscle protein carbonyls, (C) muscle thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), (D) plasma nitrotyrosine and (E) muscle nitrotyrosine between early (2–3 weeks postweaning) and late (7–8 weeks postweaning) fasting periods. *P<0.05.

Neither systemic nor muscle levels of oxidative damage increase with fasting in northern elephant seal pups. Mean (±s.e.m.) expressed as the percentage change from ‘early’ of (A) muscle 4-hydroxynonenal (4-HNE), (B) muscle protein carbonyls, (C) muscle thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), (D) plasma nitrotyrosine and (E) muscle nitrotyrosine between early (2–3 weeks postweaning) and late (7–8 weeks postweaning) fasting periods. *P<0.05.


Inhalt

Initiation is the step in which a fatty acid radical is produced. The most notable initiators in living cells are reactive oxygen species (ROS), such as OH· and HOO·, which combines with a hydrogen atom to make water and a fatty acid radical.

The fatty acid radical is not a very stable molecule, so it reacts readily with molecular oxygen, thereby creating a peroxyl-fatty acid radical. This radical is also an unstable species that reacts with another free fatty acid, producing a different fatty acid radical and a lipid peroxide, or a cyclic peroxide if it had reacted with itself. This cycle continues, as the new fatty acid radical reacts in the same way.

When a radical reacts with a non-radical, it always produces another radical, which is why the process is called a "chain reaction mechanism". The radical reaction stops when two radicals react and produce a non-radical species. This happens only when the concentration of radical species is high enough for there to be a high probability of collision of two radicals. Living organisms have different molecules that speed up termination by neutralizing free radicals and, therefore, protecting the cell membrane. Antioxidants such as vitamin C and vitamin E may inhibit lipid peroxidation. [1] An alternative method employs the isotope effect on lipid peroxidation of deuterated polyunsaturated fatty acids (PUFAs) at the methylene bridges (bis-allylic sites) between double bonds, which leads to the inhibition of the chain reaction. Such D-PUFAs, for example, 11,11-D2-ethyl linoleate, suppress lipid peroxidation even at relatively low levels of incorporation into membranes. [2] Other anti-oxidants made within the body include the enzymes superoxide dismutase, catalase, and peroxidase.

The end products of lipid peroxidation are reactive aldehydes, such as malondialdehyde (MDA) and 4-hydroxynonenal (HNE), the second one being known also as "second messenger of free radicals" and major bioactive marker of lipid peroxidation, due to its numerous biological activities resembling activities of reactive oxygen h species. [3] [ vollständiges Zitat erforderlich ]

If not terminated fast enough, there will be damage to the cell membrane, which consists mainly of lipids. Phototherapy may cause hemolysis by rupturing red blood cell cell membranes in this way. [4]

In addition, end-products of lipid peroxidation may be mutagenic and carcinogenic. [5] For instance, the end-product MDA reacts with deoxyadenosine and deoxyguanosine in DNA, forming DNA adducts to them, primarily M1G. [5]

Reactive aldehydes can also form Michael adducts or Schiff bases with thiol or amine groups in amino acid side chains. Thus, they are able to inactivate sensitive proteins through electrophilic stress. [6]

The toxicity of lipid hydroperoxides to animals is best illustrated by the lethal phenotype of glutathione peroxidase 4 (GPX4) knockout mice. These animals do not survive past embryonic day 8, indicating that the removal of lipid hydroperoxides is essential for mammalian life. [7]

On the other hand, it's unclear whether dietary lipid peroxides are bioavailable and play a role in disease, as a healthy human body has protective mechanisms in place against such hazards. [8]

Certain diagnostic tests are available for the quantification of the end-products of lipid peroxidation, to be specific, malondialdehyde (MDA). [5] The most commonly used test is called a TBARS Assay (thiobarbituric acid reactive substances assay). Thiobarbituric acid reacts with malondialdehyde to yield a fluorescent product. However, there are other sources of malondialdehyde, so this test is not completely specific for lipid peroxidation. [9]

In recent years, development of immunochemical detection of HNE-histidine adducts opened more advanced methodological possibilities for qualitative and quantitative detection of lipid peroxidation in various human and animal tissues [3] [ vollständiges Zitat erforderlich ] as well as in body fluids, including human serum and plasma samples. [10]


ATP in Living Systems

A living cell cannot store significant amounts of free energy. Excess free energy would result in an increase of heat in the cell, which would result in excessive thermal motion that could damage and then destroy the cell. Rather, a cell must be able to handle that energy in a way that enables the cell to store energy safely and release it for use only as needed. Living cells accomplish this by using the compound adenosine triphosphate (ATP). ATP is often called the “energy currency” of the cell, and, like currency, this versatile compound can be used to fill any energy need of the cell. Wie? It functions similarly to a rechargeable battery.

When ATP is broken down, usually by the removal of its terminal phosphate group, energy is released. The energy is used to do work by the cell, usually by the released phosphate binding to another molecule, activating it. For example, in the mechanical work of muscle contraction, ATP supplies the energy to move the contractile muscle proteins. Recall the active transport work of the sodium-potassium pump in cell membranes. ATP alters the structure of the integral protein that functions as the pump, changing its affinity for sodium and potassium. In this way, the cell performs work, pumping ions against their electrochemical gradients.

ATP-Struktur und -Funktion

Figure 5. ATP (adenosine triphosphate) has three phosphate groups that can be removed by hydrolysis to form ADP (adenosine diphosphate) or AMP (adenosine monophosphate).The negative charges on the phosphate group naturally repel each other, requiring energy to bond them together and releasing energy when these bonds are broken.

At the heart of ATP is a molecule of adenosine monophosphate (AMP), which is composed of an adenine molecule bonded to a ribose molecule and to a single phosphate group (Figure 5). Ribose is a five-carbon sugar found in RNA, and AMP is one of the nucleotides in RNA. The addition of a second phosphate group to this core molecule results in the formation of adenosine diphosphate (ADP) the addition of a third phosphate group forms adenosine triphosphate (ATP).

The addition of a phosphate group to a molecule requires energy. Phosphate groups are negatively charged and thus repel one another when they are arranged in series, as they are in ADP and ATP. This repulsion makes the ADP and ATP molecules inherently unstable. The release of one or two phosphate groups from ATP, a process called Dephosphorylierung, releases energy.

Energy from ATP

Hydrolysis is the process of breaking complex macromolecules apart. During hydrolysis, water is split, or lysed, and the resulting hydrogen atom (H + ) and a hydroxyl group (OH – ) are added to the larger molecule. The hydrolysis of ATP produces ADP, together with an inorganic phosphate ion (Pich), and the release of free energy. To carry out life processes, ATP is continuously broken down into ADP, and like a rechargeable battery, ADP is continuously regenerated into ATP by the reattachment of a third phosphate group. Water, which was broken down into its hydrogen atom and hydroxyl group during ATP hydrolysis, is regenerated when a third phosphate is added to the ADP molecule, reforming ATP.

Obviously, energy must be infused into the system to regenerate ATP. Woher kommt diese Energie? In nearly every living thing on earth, the energy comes from the metabolism of glucose. In this way, ATP is a direct link between the limited set of exergonic pathways of glucose catabolism and the multitude of endergonic pathways that power living cells.

Phosphorylierung

Recall that, in some chemical reactions, enzymes may bind to several substrates that react with each other on the enzyme, forming an intermediate complex. An intermediate complex is a temporary structure, and it allows one of the substrates (such as ATP) and reactants to more readily react with each other in reactions involving ATP, ATP is one of the substrates and ADP is a product. During an endergonic chemical reaction, ATP forms an intermediate complex with the substrate and enzyme in the reaction. This intermediate complex allows the ATP to transfer its third phosphate group, with its energy, to the substrate, a process called phosphorylation. Phosphorylierung refers to the addition of the phosphate (

P). This is illustrated by the following generic reaction:

A + enzyme + ATP → [A − enzyme −

P] → B + enzyme + ADP + phosphate ion

When the intermediate complex breaks apart, the energy is used to modify the substrate and convert it into a product of the reaction. The ADP molecule and a free phosphate ion are released into the medium and are available for recycling through cell metabolism.

Substrate Phosphorylation

ATP is generated through two mechanisms during the breakdown of glucose. A few ATP molecules are generated (that is, regenerated from ADP) as a direct result of the chemical reactions that occur in the catabolic pathways. A phosphate group is removed from an intermediate reactant in the pathway, and the free energy of the reaction is used to add the third phosphate to an available ADP molecule, producing ATP (Figure 6). Diese sehr direkte Methode der Phosphorylierung heißt Phosphorylierung auf Substratebene.

Figure 6. In phosphorylation reactions, the gamma phosphate of ATP is attached to a protein.

Oxidative Phosphorylierung

Most of the ATP generated during glucose catabolism, however, is derived from a much more complex process, chemiosmosis, which takes place in mitochondria (Figure 7) within a eukaryotic cell or the plasma membrane of a prokaryotic cell.

Figure 7. The mitochondria (Credit: modification of work by Mariana Ruiz Villareal)

Chemiosmosis, a process of ATP production in cellular metabolism, is used to generate 90 percent of the ATP made during glucose catabolism and is also the method used in the light reactions of photosynthesis to harness the energy of sunlight. The production of ATP using the process of chemiosmosis is called oxidative Phosphorylierung because of the involvement of oxygen in the process.

Mitochondrial Disease Physician

What happens when the critical reactions of cellular respiration do not proceed correctly? Mitochondriale Erkrankungen sind genetisch bedingte Stoffwechselstörungen. Mitochondrial disorders can arise from mutations in nuclear or mitochondrial DNA, and they result in the production of less energy than is normal in body cells. In type 2 diabetes, for instance, the oxidation efficiency of NADH is reduced, impacting oxidative phosphorylation but not the other steps of respiration. Symptoms of mitochondrial diseases can include muscle weakness, lack of coordination, stroke-like episodes, and loss of vision and hearing. Most affected people are diagnosed in childhood, although there are some adult-onset diseases. Identifying and treating mitochondrial disorders is a specialized medical field. The educational preparation for this profession requires a college education, followed by medical school with a specialization in medical genetics. Medizinische Genetiker können vom American Board of Medical Genetics zertifiziert werden und mit professionellen Organisationen verbunden werden, die sich der Erforschung mitochondrialer Erkrankungen widmen, wie der Mitochondrial Medicine Society und der Society for Inherited Metabolic Disease.

In Summary: ATP in Living Systems

ATP fungiert als Energiewährung für Zellen. Es ermöglicht der Zelle, Energie kurzzeitig zu speichern und innerhalb der Zelle zu transportieren, um endergonische chemische Reaktionen zu unterstützen. Die Struktur von ATP ist die eines RNA-Nukleotids mit drei angehängten Phosphaten. Da ATP zur Energiegewinnung verwendet wird, werden eine oder zwei Phosphatgruppen abgelöst und entweder ADP oder AMP produziert. Energie aus dem Glukosekatabolismus wird verwendet, um ADP in ATP umzuwandeln. Wenn ATP in einer Reaktion verwendet wird, wird das dritte Phosphat in einem als Phosphorylierung bezeichneten Prozess vorübergehend an ein Substrat gebunden. Die beiden Prozesse der ATP-Regeneration, die in Verbindung mit dem Glukosekatabolismus verwendet werden, sind die Phosphorylierung auf Substratebene und die oxidative Phosphorylierung durch den Prozess der Chemiosmose.



Bemerkungen:

  1. Innocent

    Es sind die wertvollen Informationen

  2. Drummand

    Du hast nicht recht. Ich bin versichert. Lass uns diskutieren. Schreiben Sie mir in PM, wir werden kommunizieren.

  3. Devon

    Ich glaube, dass Sie einen Fehler machen.

  4. Zeke

    Ich denke, dass Sie nicht Recht haben. Ich bin versichert. Schreiben Sie mir in PM, wir werden reden.

  5. Swithun

    Es tut mir sehr leid, dass ich dir nicht helfen kann. Ich hoffe, sie werden dir hier helfen. Nicht verzweifeln.

  6. Fausar

    Oh ... wie schön ...



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