Прежде всего добудьте факты, а затем на досуге можете искажать их.
Марк ТвенПримерно столетие назад цитологи (цитология – наука о клетке), неутомимо совершенствуя методики фиксирования и окрашивания биологических тканей, обнаружили, что во всех клетках животных и растений во множестве содержатся мелкие вытянутые гранулы, рассеянные по всей клеточной цитоплазме.
В 1898 году немецкий цитолог Карл Бенда дал гранулам название – МИТОХОНДРИЯМИ.
Долгое время роль этих лилипутов была абсолютно неизвестна. Но вот в 1930-е годы мощные ультрацентрифуги взломали клетку: митохондрии (МХ, если кратко) удалось выделить в чистом виде.
Еще через десять лет на смену стареньким микроскопам пришли электронные. Тут-то наконец и разглядели эти мельчайшие, микронного размера, тельца с двойной мембраной (будто в двойной упаковке) и замысловатыми складками – кристами.
Вскоре выяснился важнейший факт: митохондрии играют роль силовых станций клетки, именно они снабжают организм энергией.
Как известно, в нашей пище содержатся жиры, белки и углеводы – это вещества, состоящие из очень больших молекул, использовать их непосредственно организм не может. Поэтому в желудке и в других пунктах пищеварительного тракта идет постепенное дробление молекул-гигантов.
В конце концов, что бы мы ни съедали – яйцо или бутерброд, кашу или жаркое, все это расщепляется до элементарных кирпичиков – молекул уксусной кислоты (CH3COOH). Такой стандартизованный «атом пищи» (не проще ли заменить бифштекс с жареной картошкой стаканом уксусной кислоты?) и поступает в митохондрии.
Круг замкнулся – все готово к приему новых порций унифицированной пищи – вновь поступивших молекул уксусной кислоты.
Цикл этот (кольцо из восьми последовательных ферментативных реакций) известен под разными названиями: цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты.
А теперь – о том, как в МХ образуется энергия.
МХ можно сравнить с печью, куда для сжигания топлива (водород, отщепленный от некоторых, строго определенных кислот цикла Кребса, к примеру, от янтарной кислоты) через «форсунки» поступает кислород воздуха (дыхание).
Химическая суть процесса проста и может быть пояснена схемой:
4H + O2 → 2H2O
→ e
AДФ + Ф → АТФ
При соединении водорода с кислородом (эта смесь газов называется гремучкой) происходи обмен электронами (e) и выделяется энергия. При взрыве гремучки энергия бы бесцельно рассеялась в окружающем пространстве, ушла в никуда. Однако в МХ есть специальная цепочка ферментов («дыхательная цепь»), которая способна осуществить «ХОЛОДНОЕ» (электрохимическое) горение водорода.
Это значит, что процесс протекает не мгновенно, со взрывом, а постепенно и целенаправленно. Бегущий по дыхательной цепи от водорода к кислороду электрон может «по пути» своей энергией запустить реакцию соединения (вторая, нижняя, строчка нашей схемы) аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) с фосфатом (Ф). Так синтезируется богатое химической энергией соединение – аденозинтрифосфорная кислота (сокращенно АТФ), этот универсальный поставщик энергии для всевозможных протекающих в организме процессов.
В простейшем варианте энергия, выделяющаяся при распаде АТФ до АДФ (аденозиндифосфорной кислоты) и Ф – обратная реакция, и есть то тепло, которое согревает организм всех теплокровных животных – от мышей до человека. Так, в частности, животные поддерживают постоянную температуру тела даже в самые сильные морозы.
Добавим еще, что реакция синтеза АТФ называется окислительных фосфорилированием. Это очень сложный процесс, его механизм действия и сейчас до конца не прояснен. Разгадать эту загадку пытаются лучшие биохимики мира: возможно, дело пахнет Нобелевской премией.
