ДЫХАНИЕ


ДЫХАНИЕ
совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм атмосферного или растворенного в воде О 2, использование его в окислит.-восстановит. р-циях, а также удаление из организма СО 2 и нек-рых др. соед. - конечных продуктов обмена в-в. Играет фундам. роль в энергообеспечении и метаболизме у большинства организмов. При Д. кислород участвует гл. обр. в окислении орг. соед. с образованием Н 2 О или Н 2 О 2 (в нек-рых случаях - О 2-) или включается в молекулу окисляемого в-ва. Нек-рые организмы (гл. обр. мн. бактерии) могут использовать в качестве акцептора электронов не только О 2, но и др. соед. с высоким сродством к электрону, напр., нитраты и сульфаты. В этих случаях иногда говорят о "нитратном" и "сульфатном" Д. в отличие от аэробного (кислородного) Д. У высших организмов Д. - сложный комплекс физиол. и биохим. процессов, в к-ром можно выделить ряд осн. стадий: 1) внеш. Д. поступление О 2 из среды в организм, осуществляемое с помощью спец. органов Д. (легких, жабр, трахей и т. д.) или через пов-сть тела (напр., у кишечно-полостных); 2) транспорт О 2 от органов Д. ко всем др. органам, тканям и клеткам у большинства животных эта ф-ция обеспечивается кровеносной системой при участии спец. белков - переносчиков кислорода ( гемоглобин, миоглобин, гемоцианин и др.); 3) тканевое, или клеточное, Д. - собственно биохим. процесс восстановления О 2 в клетках при участии большого числа разных ферментов. Д. многих, в первую очередь одноклеточных, организмов сводится к клеточному Д., а стадии 1 и 2 обеспечиваются диффузией О 2. В клеточном Д. осн. часть потребления О 2 аэробными организмами (их на Земле абс. большинство) связана с обеспечением клетки энергией в процессе окислительного фосфорилирования, к-рый у животных и растений осуществляется в спец. субклеточных структурах - митохондриях. В окружающей митохондрию бислойной фосфолипидной мембране находится система окислит.-восстановит. ферментов, наз. дыхательной или электронотранспортной цепью (см. рис.). Эта цепь катализирует перенос электронов (протонов) от ряда продуктов обмена в-в (т. наз. субстраты окисления) к О 2. Окислит.-восстановит. потенциал субстратов окисления колеблется, как правило, от - 0,4 до 0 В. Наиб. важные субстраты окисления - в-ва, образующиеся при функционировании цикла трикарбоновых к-т (напр., янтарная к-та, восстановленный кофермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат, жирные к-ты, нек-рые аминокислоты и продукты метаболизма углеводов). Б. ч. своб. энергии переноса электронов в дыхат. цепи трансформируется первоначально в энергию разности электрохим. потенциалов ионов Н + (D m Н) на мембране митохондрий, к-рая далее используется для термодинамически невыгодного синтеза АТФ из аденозиндифосфата и неорг. фосфата при окислит. фосфорилировании.
121_140-1.jpg
Дыхат. цепь митохондрий. Схематически изображен фрагмент митохондриальной мембраны в разрезе. Заштрихован фосфолипидный бислой. Стрелками обозначен путь электронов от субстратов окисления к О 2. Цитохромы b, с и с 1 белки-переносчики электронов; в качестве простетич. группы содержат гем. Др. важная ф-ция клеточного Д. - окислит. биосинтез большого числа нужных организму в-в. Так, напр., образование ненасыщ. жирных к-т из насыщенных, ключевые этапы синтеза простагландинов, стероидных и нек-рых пептидных гормонов, достройка поперечных сшивок между цепями коллагена в соединит. ткани идут в организме с потреблением О 2. Высокая окислит. способность О 2 используется в клеточном Д. также для разрушения и детоксикации чужеродных вредных в-в и для деградации мн. подлежащих удалению продуктов собств. метаболизма (напр., окислит. распад аминокислот, пуриновых оснований). Особую роль в детоксикации гидрофобных орг. соед. играет электронотранспортная цепь микросом, представляющих собой фракцию мембранных пузырьков, к-рую получают при дифференц. центрифугировании клеточных гомогенатов; содержит фрагменты мембран эндоплазматич. сети, комплекса Гольджи и др. Ключевой компонент микросомальной системы детоксикации цитохром Р-450 (подобно монооксигеназам он катализирует р-цию 121_140-2.jpg , напр., гидроксилирование стероидов; второй атом О в молекуле О 2 восстанавливается при этом до Н 2 О). Эта электронотранспортная цепь особенно активна в печени животных. В биохимии клеточного Д. различают неск. осн. р-ций с участием О 2: 1) катализируемое оксидазами ("аэробными гидрогеназами") четырехэлектронное восстановление О 2 до Н 2 О или двухэлектронное до Н 2 О 2:

2RH2 +O2 : 2R + 2Н 2O; RH2 + O2 : R + H2O2

2) Включение обоих атомов О 2 в молекулу окисляемого в-ва, катализируемое диоксигеназами (оксигеназами):

RH2 + O2 : R(OH)2

3) Включение одного из атомов О 2 в молекулу окисляемого в-ва, др. атом О восстанавливается с образованием Н 2 О в результате окисления второго субстрата:

RH + R' Н 2 + О 2 : ROH + R' + Н 2 О

Ферменты, катализирующие эту р-цию, - монооксигеназы. В состав активных центров ферментов, взаимодействующих с О 2, обычно входят ионы переходных металлов (медь, гемовое или негемовое железо) или флавины (коферментные формы витамина рибофлавина). Интенсивность Д. организмов, тканей, клеток принято выражать в кол-ве О 2, потребляемого за единицу времени на единицу массы (напр., в мг О 2.мин -1 г -1). Важный показатель интенсивности Д. высших позвоночных - кол-во воздуха, вентилируемого легкими в 1 мин (наз. минутным объемом дыхания, или МОД). Эти величины служат важнейшим показателем уровня энергетич. обмена организма. У человека МОД в состоянии покоя составляет 5-8 л/мин, во время физич. работы - до 100 и более л/мин. Соед., подавляющие Д. (дыхат. яды), выключают энергообеспечение организма и потому являются быстродействующими ядами. Классич. дыхат. яды (цианиды, изоцианиды, сульфиды, азиды, СО и NO) угнетают концевой фермент дыхат. цепи митохондрий ( цитохром-с-оксидазу). Эти же соед. угнетают транспорт О 2 по организму, связываясь с гемоглобином. Др. важный класс дыхат. ядов - гидрофобные орг. в-ва, часто хиноидной природы, выступающие как антагонисты убихинона (замещенного 1,4-бензохинона), играющего ключевую роль во мн. стадиях переноса электронов по дыхат. цепи. Сильнейшие яды этого класса - токсич. антибиотики (ротенон, пирицидин, антимицин, миксотиазол), 2-гептил-4-гидроксихинолин-N-оксид; их используют в исследованиях тканевого Д. Способность к умеренному подавлению убихинон-зависимых р-ций в дыхат. цепи свойственна мн. лек. ср-вам (напр., барбитуратам), фунгицидам и пестицидам. Лит. Рэкер Э., Биоэнергетические механизмы: новые взгляды, пер. с англ., М.. 1979; Мецлер Д., Биохимия, пер. с англ.. т 2. М.. 1980. с. 361 445: Константинов А. С., Общая гидробиология, 4 изд., М., 1986. гл. 6; Скулачев В. П., Энергетика биологических мембран. М.. 1988; Molecular mechanisms of oxygen activation, N.Y., 1974; Wikstrdm M., Saraste M., The mitochondrial respiratory chain, в сб. Bioenergetics. Amst, 1984. p. 49-94. А. А. Константинов.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Синонимы:

Смотреть что такое "ДЫХАНИЕ" в других словарях:

  • ДЫХАНИЕ — ДЫХАНИЕ. Содержание: Сравнительная физиология Д.......... 534 Дыхательный аппарат............. 535 Механизм вентиляции легких......... 537 Регистрация дыхательных движении..... 5 S8 Частота Д., сила дыхат. мышц и глубина Д . 539 Классификация и… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Дыхание —         Дыхание является самой совершенной формой окислительного процесса и наиболее эффективным способом получения энергии. Главное преимущество дыхания состоит в том, что энергия окисляемого вещества субстрата, на котором микроорганизм растет,… …   Биологическая энциклопедия

  • ДЫХАНИЕ — одна из основных жизненных функций, совокупность пропессов, обеспечивающих поступление в организм О2, использование его в окислительно восстановительных процессах, а также удаление из организма СО2 и нек рых др. соединений, являющихся конечными… …   Биологический энциклопедический словарь

  • дыхание — испустить дыхание, спирается в зобу дыханье.. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. дыхание респирация, полипноэ, перспирация, чухалка, дух, дуновение, дуновенье, веяние Словарь …   Словарь синонимов

  • ДЫХАНИЕ — ДЫХАНИЕ, совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление диоксида углерода (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии,… …   Современная энциклопедия

  • ДЫХАНИЕ — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии, необходимой для… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ДЫХАНИЕ — ДЫХАНИЕ, дыхания, ср. (книжн.). Действие по гл. дышать. Прерывистое дыхание. Искусственное дыхание (приемы, применяемые для возобновления деятельности легких при временном ее прекращении; мед.). || Процесс поглощения кислорода живым организмом… …   Толковый словарь Ушакова

  • Дыхание — ДЫХАНИЕ, совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление диоксида углерода (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии,… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ДЫХАНИЕ — • ДЫХАНИЕ, процесс, в ходе которого воздух поступает в легкие и выводится из них с целью ГАЗООБМЕНА. При вдохе мыщцы диафрагмы поднимают ребра, увеличивая тем самым объем ГРУДНОЙ КЛЕТКИ, и воздух поступает в ЛЕГКИЕ. При выдохе ребра опускаются, и …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ДЫХАНИЕ — ДЫХАНИЕ, я, ср. 1. Процесс поглощения кислорода и выделения углекислого газа живыми организмами. Органы дыхания. Клеточное д. (спец.). 2. Втягивание и выпускание воздуха лёгкими. Ровное д. Сдерживать д. Д. весны (перен.). • Второе дыхание прилив… …   Толковый словарь Ожегова

  • дыхание — гневное (Минский); горячее (Фет); мертвое (Фофанов); напоенное негой (Норманский); развратное (Бальмонт); смрадное (Фет); томительное (Фет); тревожное (Надсон); тяжелое (Надсон) Эпитеты литературной русской речи. М: Поставщик двора Его Величества …   Словарь эпитетов

Книги

  • Дыхание смерти, А. Кристи, Ч. Вильямс, Д. Кин. Читателю очередного сборника в серии "Bestseller" предстоит новая встреча с непревзойденным Эркюлем Пуаро, героем романа Агаты Кристи "Смерть лорда Эджуора", а также знакомство с двумя… Подробнее  Купить за 230 руб
  • Дыхание, несущее здоровье, Ю. Г. Вилунас. В книге представлено совершенно новое направление в познании человека - естественная медицина. Приводимые в ней характеристика основных механизмов естественной саморегуляции, заложенных… Подробнее  Купить за 140 руб
  • Дыхание, Ефим Бершадский. Дыхание  – это кругосветное путешествие, начинающееся в маленьком городке, который ещё трудно разыскать на картах. Помимо стихов и фантазий в нём встречаются, растут и созревают необычные… Подробнее  Купить за 122 руб электронная книга
Другие книги по запросу «ДЫХАНИЕ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.