ما يجب ان تعرفه في التنفس

[ابو حفص فاتح]

التنفس ظاهرة حيوية تُهدم خلالها الركيزة (مادة التفاعل ) العضوية كليا في وجود الأكسجين و يتم خلالها تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة للركيزة (مادة التفاعل ) إلى مادة أيضية وسطية : ATP التي تمثل شكل الطاقة القابلة للاستعمال من طرف الخلية لمختلف نشاطاتها .

ـ يحدث هدم الركيزة العضوية حسب المعادلة الإجمالية:

C6H12O6 + O2 + H2O CO2 + H2O + E

- يتم هدم الركيزة العضوية داخل الميتوكوندري..
- تبدي الميتوكوندريات بنية مجزأة يحيط بها غلاف مزدوج يتألف من غشاءين بلازميين ، يرسل الداخلي منهما نتوءات تدعى الأعراف الميتوكوندرية التي يرتبط عددها بالشروط الهوائية للوسط.
- يشغل تجويف الميتوكوندري مادة أساسية.
ـ يتميز الغشاء الداخلي للميتوكوندري بوجود , نواقل البروتونات و/ أو الإلكترونات التي تشكل سلاسل الأكسدة و الإرجاع و وجود الـATP سنتيتاز .
ـ تحتوي المادة الأساسية على عدة أنزيمات من نوع نازعات ثاني أكسيد الكربون ، نازعات الهيدروجين , التي تستعمل عوامل مساعدة مُؤكسدة (NAD+ و FAD ) ، و الـATP
ـ يستعمل الغلوكوز من طرف الخلية على شكل مفسفر (C6-P )

ـ على مستوى الهيولى:
يُهَدم الغلوكوزـ فوسفات إلى جزيئتين من حمض البيروفيك (C3) خلال ظاهرة كيموحيوية: التحلل السكري (الغلكزة )
- يرافق التحلل السكري بـ:
أكسدة مادة التفاعل بأنزيمات نازعات الهيدروجين التي تسمح إرجاع نواقل الهيدروجين : إنها تفاعلات الأكسدة و الإرجاع .
فسفرة الـADP إلى الـ ATP

يمكن تلخيص حصيلة التحلل السكري كما يلي :

C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP
2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 NADH,H+


ـ على مستوى المادة الأساسية :
- يهدم حمض البيروفيك إلى مادة أيضية وسطية: أستيل مرافق الإنزيم-أ- و هذا
بـ :
نزع ثاني أكسيد الكربون، تحت تأثير أنزيمات نازعات ثاني أكسيد الكربون مؤديا إلى تحرير CO2 E. CO2= 0) )
نزع الهيدروجين ، تحت تأثير أنزيمات نازعات الهيدروجين مع إرجاع نواقل الهيدروجين
- يرتبط جذر الأستيل مرافق الأنزيم ـ أ ـ مع مستقبل رباعي الكربون C4 ليعطي مركبا سداسي الكربون (C6)
يطرأ على المركب C6 سلسلة من العمليات يتم فيها نزع ثاني أكسيد الكربون ( مؤدية إلى تمعدن الركيزة ( مادة التفاعل ) العضوية إلى CO2 ) وسلسلة من العمليات يتم فيها نزع الهيدروجين مؤدية إلى إرجاع نواقل الهيدروجين .
تشكل مجموع هذه التفاعلات حلقة كريبس يتم خلالها تجديد المركب C4 و فسفرة الـADP إلىATP في وجود الفوسفور اللاعضويPi)).

ـ ينتج عن كل حلقة (حلقة كربس )
- جزيئتان من CO2
- جزيئة واحدة من ATP
- جزيئة واحدة من FADH2
- ثلاث جزيئات من+ NADH,H

*على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكوندري
- تعطي النواقل المُرجعة (+ NADH,H ) و FADH2) ) الإلكترونات لسلسلة الأكسدة و الإرجاع ،التي تكون فيها مختلف النواقل مرتبة حسب كمون الأكسدة و الإرجاع متزايد إنها السلسلة التنفسية.
- يكون ثاني الأكسجين (O2 ) المستقبل النهائي للإلكترونات في السلسلة التنفسية.
يرتبط ثاني الأكسجين المرجع مع البروتونات الموجودة في المادة الأساسية لتشكيل الماء :

O2 + 4é + 4H+ 2H2O

- تسمح تفاعلات الأكسدة و الإرجاع التي تتم على طول السلسلة التنفسية بضخ البروتونات من المادة الأساسية نحو الفراغ بين الغشائين مولدا بذلك تدرجا للبروتونات في هذا المستوى.
- يتم تشتت هذا التدرج الإلكتروكيميائي
( البروتونات المتراكمة في الفراغ بين الغشائين) بسيل ( تدفق ) عائد من البروتونات نحو المادة الأساسية بالانتشار عبر الـ ATP سنتيتاز .
- تسمح الطاقة المتحررة من سيل البروتونات بفسفرة ADP إلى ATP في وجود الفوسفات اللاعضوي (Pi) في مستوى الكرات المذنبة إنها الفسفرة التأكسدية.

- يطرأ على مادة التفاعل العضوية في غياب الأكسجين هدم جزئي و ينتج عن ذلك تحويل جزئي للطاقة الكيميائية الكامنة الموجودة في الجزيئة الاصلية .
و بالتالي تكون الطاقة الناتجة المحصل عليها ضئيلة مقارنة بالطاقة التي نتحصل عليها في وجود الأكسجين ( تقريبا أقل من 20 مرة )
ـ يؤدي دخول الغلوكوز في عملية التحلل السكري مماثلة للتنفس إلى تشكيل :
جزيئتان من حمض البيروفيك
جزيئتان من الـ ATP
ناقلان مرجعان للبروتونات : + NADH,H
- يحدث لجزيئات حمض البيروفيك في الشروط اللاهوائية تخمرا كحوليا ( في حالة الخمائر) .


ـ إن استمرار التحلل السكري وبالتالي تركيب الـ ATP يمر بإعادة تجديد نواقل الهيدروجين ( NADH,H+ إلى NAD )
الناتجة عن إرجاع مادة أيضية وسطية (مركب C2 ) الناجمة عن نزع ثاني أكسيد الكربون من حمض البيروفيك
الرسومات المطلوبة/
* يضع رسما تخطيطيا يمثل فيه مجموع ظواهر عملية التنفس الخلوي في حالة أن مادة التفاعل هي الغلوكوز.
* يبني على المستوى الخلوي حصيلة المواد التي تدخل و المواد التي تخرج
التي تصاحب التحولات الطاقوية