Медицина. Экспертная система

Биоэнергетика — совокупность процессов превращения энергии, которые происходят в организме и обеспечивают его жизнедеятельность.
Изучение биоэнергетических процессов имеет большое значение для медицины, т.к. большинство заболеваний человека так или иначе связано с нарушением обмена энергии. Исследование биоэнергетического статуса организма, в особенности окислительного фосфорилирования в тканях и клетках, очень важно с точки зрения диагностики, прогнозирования и лечения различных болезней.
Источником энергии для организмов, живущих на Земле, является энергия солнечного света, преобразуемая растениями и бактериями в процессе фотосинтеза в химическую энергию органических соединений. В организме животных и человека эта энергия превращается в процессе клеточного окисления в тепловую и другие формы легко утилизируемой химической энергии, запасаемой в высокоэргических соединениях — креатин-фосфате, фосфопирувате и главным образом в АТФ. Трансформация энергии происходит на молекулярном уровне с помощью многочисленных ферментов, локализованных в специализированных структурах и прежде всего в биологических мембранах (связанные ссылки: Мембраны биологические) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . Реализация энергии осуществляется при гидролизе АТФ с участием ферментов АТФ-аз в виде механической, электрической и осмотической работы, а также в процессе синтеза важных для обмена веществ соединений (стеринов, простагландинов, нейромедиаторов и др.) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 .
В основе биоэнергетики организмов лежат законы термодинамики, одинаковые для живых и неживых систем. В соответствии с ее законами живой организм представляет собой открытую стационарную неравновесную систему, обменивающуюся с окружающей средой веществом и энергией, постоянство параметров которой обеспечивается непрерывным поступлением энергии из окружающей среды в количестве, компенсирующем его внутренние расходы (связанные ссылки: Гомеостаз) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 .
Количественной мерой энергетического состояния системы в процессе функционирования служит изменение так называемой свободной энергии. В физико-химических системах это выражается через изменение электрохимического потенциала () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , представляющего собой сумму химической, осмотической и электрической энергии данного типа молекул или ионов в расчете на 1 моль:
, где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж×моль^-1×К^-1; F — заряд 1 моля одновалентных ионов (число Фарадея) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . Высвобождение химической энергии связано с химическим превращением одних молекул в другие и соответствующими перестройками их электронных орбиталей. Химическая энергия () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 выражается в виде химического потенциала () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 до реакции и () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 после реакции) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . Электрическая энергия высвобождается при переносе ионов из области с более высоким потенциалом () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 в область с более низким потенциалом () ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 в количестве, равном , где Z — валентность, е — заряд электрона, равный 1,6×10^-19 Кл. Осмотическая энергия высвобождается при разведении раствора или переходе молекул данного вещества через полупроницаемую мембрану из раствора с большей концентрацией этого вещества (с₁) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 в раствор с меньшей концентрацией (с₂) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 ; в расчете на 1 молекулу она равна kT (с₁/с₂) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , где k — постоянная Больцмана, равная отношению газовой постоянной к числу молекул в 1 моле вещества (численно равна 1,38×10^-23 Дж×К^-1) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . В расчете на 1 моль вещества и осмотическая, и электрическая энергия в N раз больше (N — число молекул или ионов в 1 моле вещества, равное числу Авогадро — 6,02×10²³ моль^-1) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , т.е. равна соответственно eN и kN (eN = F = 9,65×10⁷ Кл/моль; kN = R = 8,31 Дж×моль^-1) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 .
В основе биоэнергетических процессов лежит принцип энергетического сопряжения, в соответствии с которым молекулярные превращения, приводящие к возрастанию свободной энергии, — эндергонические реакции (например, синтез белков из аминокислот, гликогена из глюкозы, жиров из жирных кислот и глицерина за счет энергии АТФ) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 — находятся в динамическом равновесии с экзергоническими, происходящими со значительным уменьшением энергии (гликолиз и окисление органических веществ кислородом, гидролиз АТФ с образованием АДФ и фосфата) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . Примером биоэнергетического сопряжения могут служить окисление глюкозы в процессе тканевого дыхания (связанные ссылки: Дыхание тканевое) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 и синтез АТФ, идущий против градиента электрохимического потенциала (с его увеличением) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 за счет энергии, освобождающейся при окислении глюкозы (окислительное фосфорилирование) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 Этот процесс осуществляется при переносе электронов по дыхательной цепи митохондрий от субстратов окисления на молекулярный кислород. При этом, согласно хемиосмотической гипотезе Митчелла (P. Mitchell) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , к нескольких точках этой электрон-транспортной цепи одновременно с переносом электронов происходит перенос протонов (Н⁺) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 через мембрану, что создает разность потенциалов протона между матриксом митохондрий и окружающей средой (Н⁺) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , состоящую из разности электрических потенциалов (Df) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 и концентрации водородных ионов (DрН) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 . Такие митохондрий называют энергизованными. При достаточно высоких величинах Н⁺ протоны проходят внутрь митохондрий через ДТФ-синтетазу, встроенную в мембрану, и при этом синтезируется АТФ из АДФ и неорганического фосфата. При отсутствии субстратов фосфорилирования перенос электронов по дыхательной цепи митохондрий происходит с очень низкой скоростью, и наоборот, в их присутствии скорость переноса электронов резко увеличивается.
При повреждении системы биологического окисления вследствие блокады ферментов тканевого дыхания или гипоксии, а также при нарушении механизмов сопряжения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (эффект разобщения под влиянием токсических веществ, УФ и ионизирующего излучения и др.) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 происходят глубокие изменения в обмене веществ и энергии. Повреждающее действие этих факторов связано с активацией свободнорадикального окисления (связанные ссылки: Радикалы свободные) ( 1140981381 ELTASK.COM: 401617916 Медицина.Здоровье.Медицинский справочник.Справочник болезней.Справочник по медицине. 989479444 Справочник. Отзывы. android ) 1140981381 , продукты которого, воздействуя на мембраны, повышают их проницаемость для катионов. Это приводит к нарушению энергетических функций митохондрий и гибели клетки.

Источники: Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды, пер. с англ., М., 1979; Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии, М., 1989.

Страница ПОМОЩИ. Просим Вас сообщать о замеченных Вами ошибках и оставлять Ваши отзывы (в меню android-программы для этого предназначена опция "Cообщение"). Также, перейдя по следующей ссылке, Вы можете задать вопрос или отправить Сообщение разработчику