Xakimova niginaning yosh fiziologiyasi va gigiyenasi

Uglevodlar va yoglar almashinuvi
Tayanch so`zlar Anabolizm, ATF, makroergik boglar, glikoliz. Energiyaga boy boglar, ATF, avtotrof, geterotrof, miksotrof, aerob, anaerob, dissimilyatsiya, assimilyatsiya, metabolitlar. Atsetil KoA, pirofosfat, ADF, nafas olish koeffitsienti, yogA kislotalar, NADN2, NADF, Krebs tsikli, UKTS, limon kislota tsikli, uglevodlar, yoglar, nukleotidlar, uglevodlar.
Hujayra metabolizmi. Uglevod va yoglar almashinuvi. Uglevodlar almashinuvi — o`simliklardagi fotosintez natijasida hosil bo`lgan organik modda bo`lib, biologik jarayonlar uchun birlamchi energaya manbai bolib xizmat qiltsdi. Katta odam bir sutkada 450 — 600 g uglevod iste`mol qiladi. Uglevodlarning hazm bo`lishi ogiz bo`shlishda amilaza va 1 maltaza fermenti bolgan so`lak ta`sirida boshlanadi. Ular utlevodlarning glyukozagacha parchalanishini ta`minlaydi. Uglevodlar asosan ingichka ichakda hazm boladi. Hujayrada kechadigan jarayonlarga energiya etkazib berilishi uglevodlar va yoglar almashinuviga asoslangan. Barcha oziq mahsulotlar ovqat hazm qilish yollarida parchalanib, qon orqali hamma to`qimalarga o`tadi. Uglevodlarning tejami esa jigar va muskullarda glikogen ko`rinishda to`planadi. Taxminan 0,1% qon qandi doimo qonda tebranib turadi. Uning mikdori buzilishi kasallik alomatidir. Ovqat sifatida qabul qilingan yoglar esa hazm jarayonida glitserin va yog" kislotalarigacha gidrolizlanadi.
Hujayradagi utlevodlar metabolizmi, asosan muskullarda o`tadi va bu arayon muskullarni energiya bilan ta`minlaydi. Glyukozaning hujayrada parchalanib, buiiing natijasida ATF singezlanishi ketma — ket keladigan ikkita bosqich orqali yuzaga chiqadi. Glyukozava boshqa qandlar parchalanishining birinchi bosqichi kislorod ishtirokieiz boradi anaerob sharoitdao'tadi,glikoliz,yokikislorodsiz parchalanish deyiladi. Anaerob sharoitda energiya manbai bolib xizmat qiladigan hujayraning asosiy «yonilg"isi» glyukoza hisoblanadi. Bu yonilglning bir modekulasi bijgish jarayonida oxirgi mahsulot sifatida 2 molekula laktat kislotaga parchalanadi. Bunday parchalanish mikroorganizmlardan tortib to sut emizuvchilargacha keng tarqalgan. Bu jarayon glikoliz (grekcha «glikoliz» — shirin va «lizis» — parchalanish) deb yuritiladi. Bijgxish jarayonini birinchi 1871 yilda ms vrachi M.M. Manaseina ochgan. 1897 yilda nemis olimlari aka —uka Buxnerlar achitqi hujayrasining shirasi glyukozani spirttacha bijg'itishini aniqlaganlar. 1905 yilda A. A. Ivanov, Garden, yong achitqi ekstrakti bijgish jarayonini katalizlashi uchun fosfat kerakligini aniqlashgan. Bu olimlar fruktoza —1,6 — difosfat efirini topishgan. 1930 ylllarga kelib, bijgashni o`rganish sohasidagi ishlar yanada rivojlanib ketdi.
Glikoliz. Energiya almashinuvi. Izohlash uchun uning yakuniy formulasini keltiramiz. (1) S6N1206 K, 2N2RO4-~ 2S3N603 K 2ATF I` N2O q 200 kJFmol Bunda har bir reaktsiya natijasida bir oz mikdorda energiya ajralib chiqadi va oxirida energiyaning mikdori 200 kJF molga etadi. Barcha qandli parchalanishlarning birinchi bosqichi anaerob sharoitda o`tadi. Bunda bir molekula glyukozadan ikki olekula sut kislotasi hosil boladi va ko`p energiya ajralmaydi.S6N12O SNON SOON Glyukoza Sut kislotasiю Ana shunday reaktsiyalar achitqilar ishgirokida ham o`tadi, bunda ikki molekula uglerod (IV) oksidi SO2 ajralib chiqadi: S6N1206 -* 2SN3 SN2 ON K S02. Bu reaktsiya spirt achishi—mikroorganizmlar ta`siridagi achish usuli 60 — yillarda aniqlangan. Glikoliz ko`p bosqichli murakkab jarayon. U ketma —ket yuzagachiqib boradigan bir qancha reaktsiyalarni o`z ichiga oladi. Har bir reaktsiyani alohida ferment katalizlaydi. Glikolizda hosil bolgan energiyaning bir qismi (60%) issiqlik kcmnishda sochiladi, bir qismi esa (40%) ATF shaklida to`planadi. Kislorodli parchalanish. Glikolizning birinchi bosqichi poyoniga etgandan keyin ikkinchi bosqich — aerob, kislorodli parchalanish boshlanadi. Demak, to`qimalarda kislorod (O2) etarli bolganda hosil bolgan laktat kislota va spirt oksidlanadi. Spirt sirkaga aylanadi. Laktat kislota esa hujayrada glikolizning ikkinchi davri — aerob oksidlanish fazasiga o`tadi. Bunda laktat kislota degidrirlanib (ikkita vodorodini yo`qotib), glikolizning markaziy mahsuloti — pirouzum kislota hosil qiladi. -2N SN3 SNON SOON — SN3SOSOON Laktat kislota Pirouzum kislota.Piruvat endi aerob sharoitda oksidlanadi, ya'ni uglevodlar almashinuvining oxirgi mahsuloti SO2 va N2O gacha aylanadi. Piruvatning tola oksidlanish jarayonida 3 molekula SO2 ajraladi, vodorod atomlari esa ularning oraliq tashuvchisi — degidrirlanish kofermenti NAD ga qo`shilib NADN2 hosil qiladi. Oxirgi bosqichda NADN2 shaklida boglangan vodorod hujayraning nafas olish sistemasida faollashgan kislorod bilan birikib, gidroperoksid N2O2 va N2O ga aylanadi. NADN2 —» 2N` K O22 - N2O; N2O2 —* N2O I` U2 O2 Pirouzum kislota piruvat SN3 —SO —SOON hujayra metabolizmida markaziy o`rinda turadigan metabolitlardan biridir. U uglevodlarni anaerob parchalanishidan tashqari, bir qator aminokislotalardan, ayniqsa uch uglerod atomli aminokislota alaninni dezaminirlanishidan, ya'ni oqsillar almashinuvidan ham hosil boladi. Piruvat ko`p o`zgarishlarga uchrab, qaytarilish reaktsiyasida sut kislotasiga o`tadi va | qaytadan murakkab reaktsiyalar orqali aminokislotalar hosil qilib, ularningtarkibiga kiradi. Glikolizning ikkinchi — kislorodli bosqichini quyidagicha tushuntirish mumkin. Uning oxirgi mahsuloti sut kislotasi mitoxondriyalarga kirib, u erda fermentlar ta`siri ostida suv bilan reaktsiyaga kirishadi va batamom parchalanadi:
S6N1206 K, zN20 —> zSO2 - 12N.
Hosil bolgan uglerod (IV) oksidi mitoxondriyalar membranasidan bemalol o`tib, atrof — muhitta chiqib ketadi. Vodorod atomlari membranaga o`tkaziladi, fermentlar ta'sirida oksidlanadi, ya"ni elektronlarini yo`qotadi.
Elektronlar va vodorod NP` kationlari (protonlari) tashuvchi molekulalar tomonidan tutib olinib qarama — qarshi tomonga o`tkaziladi va ular kislorod bilan birikadi (atrof—muhitdan mitoxondriyalarga to`xtovsiz molekulyar kislorod kirib turadi):
N% ationlari membrananing tashqi tomoniga olib o`tiladi. Natijada mitoxondriya ichida O 2anionlari, ya`ni manfiy zaryadli zarrachalarning kontsentratsiyasi ortib boradi. Membrananing tashqi tomonida musbat zaryadlangan zarralar (N I`) to`planaveradi, chunki membrana ularni o`tkazmaydigan bo`ladi. SHunday qilib, membrananing tashqi tomonida musbat zaryadlangan zarralar, ichki tomonida manfiy zaryadlangan zarralar to`planib, membrana tashqaridan musbat, ichkaridan manfiy zaryadlanib qoladi. Membrananing ikkalatomonidaga zaryadlangan zarrachalar kontsentratsiyasi kuchaygan sari ular o`rtasidagi potentsiallar soni ortib boradi. Mitoxondriyaning ba"zi joylarida ATF sintezlaydigan ferment molekulalari boladi. Fennent molekulasi ichida NJ` yota oladigan kanallar bor bolib, membranadagi potentsiallar farqi 200 mV atrofidagi kritik darajaga etadigan bolsa, o`shanda bu kanallardan kationlar o`tadi. zaryadlangan zarrachalar elektr maydoni kuchi bilan ferment molekulasidagi kanallardan sirgalib, membrananing tashqi tomoniga o`tadi. Va kislorod bilan o`zaro ta`sir etib suv hosil qiladi. Tomoniga o`tadi va O2 bilan o`zaro ta`sir etib, suv hosil qiladi:
Kislorodli parchalanish jarayoni quyidaga tenglama bilan ifodalanadi:
Bu energiya hisobidan 45% i issiqlik ko`rinishida sochiladi, 55% i esa sakdanib qoladi, ya`ni ATF kimyoviy boglarining energiyasiga aylanadi. Xullas, kislorodli va kislorodsiz jarayonlar (1) va (2) tenglamalarini jamlab chiqish bilan glyukoza molekulasinint to`la parchalanish tenglamasini hosil kilamiz:
Bundan quyidagi xulosani chiqarish mumkin:
1.Glikolizning birinchi bosqichida ATF sintezi mitoxondriya membranalariga muxtoj emas. Kislorodli bosqich uchun albatta mitoxondriya membranalari bo`lishi shart.
2. Hujayrada bir molekula glyukozaninguglerod (IV) oksidi va suvgacha parchalanishi 38 ta ATF molekulasi sintezlanishini ta`minlaydi. SHulardan kislorodsiz tri (uch) karbon kislotalar tsikli bosqichida 2 molekula, kislorodli bosqichda esa 36 molekula ATF sintezlanadi).
3. SHunday qilib, kislorodli jarayon kislorodsiz jarayondan 20 marta samaralidir.
Hayotda shunday holatlar bo`ladiki, kislorodli jarayon to`xtab qolishi mumkin. Bunda 20 barobar ko`p mikdorda glyukoza organizmga sarflanishi kerak.
4. Odam hujayralarida bir kecha - kunduzda qancha ATF sintezlanishiga e`tibor qilsak, bu masalani hal qilish uchun yiganditenglamadanfoydalanamiz. 1 molekulaglyukozato`liq parchalanganda 38 molekula ATF sintezlanishi tenglamadan ko`rinib turibdi. Glyukozaning molekulyar massasi -180, ATF niki 501 bo`lib, 180 glyukoza parchalanishi natijasida 504 x 38 q 19152 g ATF sintezlanadi. Vaholanki, katga odamlarda bir sutkada 600 - 700 ^g glyukoza qabul qilinadi. Modomiki, 180 g glyukoza 19 kg ATF sintezlanishini ta`minlar ekan, demak, 600 g glyukoza 63 kg ATf beradi. SHunday qilib, odam tanasida
bir kecha - kunduzda 60 kg ATF sintezlanib (sarflanib) turadi.
Hujayrada energetik jarayonlar. ATF sentezi va sarflanishi
Hujayrada moddalar almashinuvi doimo moddalar almashinuvi bilan bogliq. Energiya metabolizmi uglevod va eglarning parchalanishida energiya ajralishi bilan kechadigan Reaktsiyalarni o`z ichiga oladi. Energiyaning hosil bo`lishi va sarf bo`lishini boglaydigan eng asosiy yo`l ATF orqali o`tadi.
ATF ko`p miqdorda hujayra nafas olish jarayonida pirouzum kislota (uglevodlardan) va atsetil KoA (yog" kislotalar oqsillanishida) va bir muncha kam mikdorda muskullardagi glikoliz (anaerob) parchadanishida (achish, bijgishda) hosil boladi. Bu parchalanish yolida oraliq mahsulotlar uchkarbon kislotalar tsikli (UKTS) deb ataladigan halqa hosil qilib, bir —biriga boglangan 10 ta reaktsiya zanjirida oksidlanganda 5 molekula NADN2 hosil qiladi. Nafas zanjirida esa har bitga NADN, NAD, NF2 molekulasi oksidlanganda 3 molekula ATF sintezlanadi, hujayra metabolizmining markaziy yo`lini, ya'ni uchkarbon kislotalar tsikli — limon (tsitrat) kislota hosil qilishdan boshlanadi. SHuning uehun ham bu halqali reaktsiyalar tsiklini limon kislotalar tsikli deb ataladi.
Mashhur amerikalik olim Gans Krebs kashf etganligi uchununiuchkarbonkislotalarningKrebs tsikli (halqasi) nomi bilan yuritiladi. Piruvat atsetil KoA shaklida UKTS da bir aylanishida ikki uglerod SO2 shaklida ajraladi, vodorod atomlari NADN2 shaklida ajraladi, vodorod atomlari NADN2 shaklida boglanadi va halqaga kirgan oksilatsetat o`z asliga tiklanadi.
Hujayraning nafas olishi. UKTS da hosil bolgan NADN2 molekulalari hujayraning mitoxondriyalaridagi nafas olish zanjirida oksidlanib, NAD va N2O ga aylanadi. Ajralib chiqqan energiya ATF shaklida organizmda energiya almashinuvi boglanadi). asosiy tuzilishi sitoxromlar deb ataladi. SHunday qilib, piruvatning aerob oksidlanishida uglevodlarning energiyasi ATF ning makroergik boglari shaklida to`planadi. Hujayra metabolizmining doimiy komponentlari NADN2 va ATF hujayraning asosiy yonilgasi vauning energetik ifodasidir.
Oddiy kimyoviy boglar uzilganda ajraladigan energiya 2000 kaloriyaga teng. Lekin ATF ning makroergik boglari uzilganda katga energiya—7000 — 8000 kaloriya ajraladi. ATF ana shunday makroergik boglarni o`zida saqlovchidir. Unda makroergik boglar pirofosfat qoldigida kislorod —
fosfat orqali sakdanadi.
Adenozintrifosfat — ATF. ATF molekulasida ikkita makroergik fosfat boglar pirofosfat aloqalarida joylashgan shaklida ajratish vositasidir. Oksidlanish, achish reaktsiyalarida ATF to`planadi, hujayradagi barcha sintetik reaktsiyalar: oqsillar, nuklein kislotalar va boshqa molekulalar sintezlanadi. Ularninghar birininguzilishida 8000 kaloriya energiya ajraladi. ATF hujayrada energiya to`plash, saqlash va kichik ulushlarda boshqa molekulalarga uzatishni ta`minlaydi. A.Lavuaze issiqlik organik moddalarning yonishi va oksidlanishidan iboratligani, oxirgi mahsuloti SO3, N2O ekanligini aniqlagan. Biologik oksidlanish—havo kislorodi (havo tarkibida 20,94% O2,0,03% SO3, 79,3% M), barcha hujayralarda va to`qimalarda organik moddalarga birikib SO3 va N2O gacha parchalanadi. A. Lavuaze O2 ning yutilishi va SO2 ning ajralishini o`lchab, ikkala gazlarning nisbatini — nafas olish koeffitsienti (NK) deb belgiladi. NK hosil bolgan SO2 hajmiFyutilgan O2 hajmi. Organik moddalarning yonishi:
6SO2 ?> 6N2O -* S6N12O6 ` 6O2
S6N12O6 6O2 . 6SO2 . 6N2O ` 2850 kJ mol.
Ushbu tenglama nafas olishning moxiyatini aks ettiradi.
Organik moddalarning tirik to`qimalarda roxy berib, kislorod iste`mol qilishi va uglerod dioksidi ajratib chiqarishi bilan birga davom etib boradigan parchalanishi to`qima nafasi deyiladi.