Эл.фотография митохондрии

Схема митохондрии

Для этого ферментные системы катализируют целую цепь последовательных превращений органических веществ (субстратов) до их полного окисления до углекислого газа (СО2) и переноса ионов водорода (протоны + электроны) к кислороду с образованием воды (Н2О). Окислительно-восстановительные реакции клеточного дыхания по своей сути представляют собой перенос электронов от окисляемого вещества (донора - органического вещества) к окислителю (акцептору – переносчику водорода, молекуле НАД-Н или цитохромоксидазе) с помощью системы ферментов, встроенных в мембрану митохондрии – в т.н. дыхательную цепь или цепь переноса электронов

Дыхательная цепь - это главная система превращения энергии в митохондриях. Здесь происходит последовательное окисление и восстановление элементов дыхательной цепи, в результате чего высвобождается небольшими порциями энергия в виде электронов. Эта энергия идет на перенос ионов водорода в межмембранное пространство митохондрии. В результате в межмембранном пространстве митохондрии накапливаются ионы водорода и формируется мембранный градиент ионов водорода ΔН⁺. При достижении определенного трансмембранного электрохимического потенциала ионов водорода (примерно 200 мвольт), они переносятся через внутреннюю мембрану митохондрии обратно в матрикс с помощью фермента АТФ-синтазы. В результате происходит преобразование энергии водородного потенциала ΔН⁺ в энергию АТФ.

Весь этот процесс получил наименование мембранное окислительное фосфорилирование или клеточное дыхание.

Полное уравнение образования АТФ при дыхании выглядит следующим образом:

2С3Н4О3 (пировиноградная кислота) + 6О2 + 36Н3РО4 + 36 АДФ +2 НАДН >>>> 6СО2 + 42Н2О + 36 АТФ + 2 НАД+ тепло. (КПД = 38-40%)

В результате всех этих превращений (гликолиз + клеточное дыхание) энергия, заключенная в химических связях одной молекулы глюкозы, используется для синтеза 38 молекул АТФ, а часть ее выделяется в виде тепла.