Какие продукты кислородного окисления
Чем вы руководствуетесь, когда выбираете для себя оптимальную диету? Большинство людей хотят сбросить как можно больше лишних килограммов в кратчайшие сроки, некоторые делают ставки на минимальные риски для здоровья. Но что вы скажете, когда узнаете, что существует способ питания, который поможет обеспечить больший приток кислорода к крови? Этого можно добиться с помощью щелочных продуктов.
Польза щелочной диеты
Для того чтобы обогатить кровь кислородом, вам необходимо занять 80 процентов рациона щелочными продуктами. Преимущества щелочной диеты включают в себя:
- Повышение уровня кислорода в крови.
- Предотвращение образования в организме молочной кислоты.
- Стимулирование различных жизненно важных функций и процессов.
- Помощь в восстановлении и обновлении клеток тела.
- Помощь в поддержании кислотно-щелочного баланса в норме.
- Нормализация работы внутренних органов.
- Оптимизация способности организма усваивать ценные питательные вещества и минералы.
Продукты, которые составляют основу щелочной диеты, богаты кислородом, а это значит, они способны улучшить общее состояние здоровья. К сожалению, принципы питания современного человека далеки от идеала. Люди потребляют обработанные продукты, которые содержат потенциально опасные химические вещества и консерванты. Быстрые углеводы, сахар и трансжиры приводят к повышенной кислотности организма. Это, в свою очередь, провоцирует проблемы с дыханием, бесплодие, проблемы сердечно-сосудистой системы и прочие серьезные недуги.
Существует десять групп, обогащенных кислородом продуктов, которые вы должны включить в свой рацион, если хотите придать организму здоровья и силы.
Группа с высоким содержанием антиоксидантов
В группу с высоким содержанием антиоксидантов входят морковь, авокадо, спелые бананы, ягоды, смородина, сельдерей, чеснок и финики. Все они очень полезны для здоровья, а их водородный показатель pH равен 8. Финики, ягоды и чеснок обладают свойствами, которые помогают регулировать кровяное давление.
Продукты с высоким содержанием клетчатки
В эту группу входят ростки люцерны, сладкие яблоки и абрикосы. Показатель pH, равный 8, делает их незаменимыми, когда речь идет о похудении. Высокое содержание клетчатки обеспечивает длительное насыщение и не доставляет проблем пищеварительному тракту. Эта группа содержит ферменты, которые помогают поддерживать оптимальный гормональный баланс тела.
Фрукты и овощные соки
Наша следующая категория имеет водородный показатель кислотной среды pH = 8,5. Виноград, ананас, изюм, маракуйя, груши и овощные соки богаты витаминами А и С, витаминами группы В, а также антиоксидантами. Продукты указанной группы способствуют улучшению кровообращения, что помогает снизить артериальное давление и уменьшить риски, связанные с болезнями сердца. Овощные соки чрезвычайно важны с точки зрения клеточной детоксикации по причине высокого содержания железа.
Продукты, обогащенные флавоноидами
В нашу следующую группу включены киви, фруктовые соки и цикорий (показатель кислотности = 8,5). Все эти продукты обогащены флавоноидами, которые представляют собой природные красители, дубильные вещества и пищевые антиоксиданты. Эти соединения обладают противомикробным действием, способствуют повышению щелочной среды организма и обеспечивают тело энергией. В этих продуктах содержится натуральный сахар, который не образует кислотные вещества при переваривании.
Группа, регулирующая уровни кислотности
Спаржа (аспарагус), кресс-салат и морские водоросли имеют показатель pH = 8,5. Все они работают на снижение уровня кислоты в организме. Кресс-салат насыщен железом и кальцием, спаржа “начинена” аспарагином – аминокислотой, полезной для нервной системы.
Продукты, очищающие почки
Манго, дыня, лайм, папайя и петрушка (pH = 8,5) являются находкой для очищения почек. Папайя также помогает регулировать бесперебойную работу кишечника. Для достижения наилучшего эффекта петрушку необходимо есть сырой. Зелень помогает в устранении токсинов из кишечника и действует как мягкое мочегонное средство, очищающее почки. Все перечисленные продукты образуют щелочные вещества в процессе пищеварения, кроме того, они обогащены витаминами.
Группа, обогащенная ферментами
В эту категорию относятся стручковый перец, а также дыня (показатель кислотно-щелочного баланса = 8,5). Вы уже успели заметить, что некоторые продукты в нашем списке повторяются дважды благодаря своей многофункциональности. Стручковый перец и дыня богаты ферментами, необходимыми для работы щитовидной железы. Они имеют высокое содержание витамина А, который важен для борьбы со свободными радикалами. Свободные молекулы имеют возможность присоединять к себе еще один электрон, тем самым провоцируя различные заболевания и стресс. Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, а также обладают антибактериальными свойствами. Дыни относятся к категории фруктов с высоким содержанием растительных волокон и низким содержанием сахара.
Природный желатин (агар-агар)
Этот натуральный заменитель желатина производится из морских водорослей. Продукт уникален высоким содержанием клетчатки, кальция и железа, кроме того, он легко усваивается организмом. По мнению специалистов, агар-агар является одним из лучших вариантов, когда дело доходит до увеличения содержания кислорода в крови.
Арбуз
Арбуз выделен в отдельную группу за его показатель pH = 9. Благодаря высокому содержанию влаги и растительной клетчатки мякоть бахчевой культуры действует как легкое мочегонное. Арбуз является отличным источником ликопина, бета-каротина и витамина С. Он радует ваши вкусовые рецепторы, утоляет жажду, способствует очищению толстой кишки и заряжает вас энергией.
Лимон
Лимон является вершиной продуктов, обогащенных кислородом. Хотя сами по себе они имеют кислый вкус, в организме они превращаются в щелочь. Лимон обладает электролитическими свойствами, спасает нас при кашле и простуде, помогает при изжоге и других заболеваниях, связанных с вторжением вирусов. Этот фрукт является одним из лучших помощников печени, так как помогает в очищении и активизации работы жизненно важного органа.
Заключение
Все продукты, о которых говорилось выше, должны быть неотъемлемой частью вашего ежедневного рациона, так как поднимают уровень кислорода в крови. Это будет защищать ваше тело от болезней и увеличит эффективность внутренних процессов. Для защиты клеток крови необходима пища, богатая клетчаткой, железом и антиоксидантами. Не забывайте о своевременном увлажнении организма и физических упражнениях. Регулярное питье воды и спорт станут завершающими штрихами в формировании здорового тела.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание
Источник
Энергетический обмен
Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии. Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме АТФ и других высокоэнергетических соединений. АТФ — универсальный источник энергообеспечения клетки. Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к АДФ.
У аэробных организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное окисление; у анаэробных организмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при недостатке кислорода — два этапа: подготовительный, бескислородное окисление.
Подготовительный этап
Заключается в ферментативном расщеплении сложных органических веществ до простых: белковые молекулы — до аминокислот, жиры — до глицерина и карбоновых кислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов. Распад высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом. Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла. Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению.
Бескислородное окисление, или гликолиз
Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз.
Потеря электронов называется окислением, приобретение — восстановлением, при этом донор электронов окисляется, акцептор восстанавливается.
Следует отметить, что биологическое окисление в клетках может происходить как с участием кислорода:
А + О2 → АО2,
так и без его участия, за счет переноса атомов водорода от одного вещества к другому. Например, вещество «А» окисляется за счет вещества «В»:
АН2 + В → А + ВН2
или за счет переноса электронов, например, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного:
Fe2+ → Fe3+ + e—.
Гликолиз — сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. Во время этого процесса происходит дегидрирование глюкозы, акцептором водорода служит кофермент НАД+ (никотинамидадениндинуклеотид). Глюкоза в результате цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при этом суммарно образуются 2 молекулы АТФ и восстановленная форма переносчика водорода НАД·Н2:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+ → 2С3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О + 2НАД·Н2.
Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия кислорода в клетке. Если кислорода нет, у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:
- С3Н4О3 → СО2 + СН3СОН,
- СН3СОН + НАД·Н2 → С2Н5ОН + НАД+.
У животных и некоторых бактерий при недостатке кислорода происходит молочнокислое брожение с образованием молочной кислоты:
С3Н4О3 + НАД·Н2 → С3Н6О3 + НАД+.
В результате гликолиза одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых 120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80% запасается в связях АТФ.
Кислородное окисление, или дыхание
Заключается в полном расщеплении пировиноградной кислоты, происходит в митохондриях и при обязательном присутствии кислорода.
Пировиноградная кислота транспортируется в митохондрии (строение и функции митохондрий — лекция №7). Здесь происходит дегидрирование (отщепление водорода) и декарбоксилирование (отщепление углекислого газа) ПВК с образованием двухуглеродной ацетильной группы, которая вступает в цикл реакций, получивших название реакций цикла Кребса. Идет дальнейшее окисление, связанное с дегидрированием и декарбоксилированием. В результате на каждую разрушенную молекулу ПВК из митохондрии удаляется три молекулы СО2; образуется пять пар атомов водорода, связанных с переносчиками (4НАД·Н2, ФАД·Н2), а также одна молекула АТФ.
Суммарная реакция гликолиза и разрушения ПВК в митохондриях до водорода и углекислого газа выглядит следующим образом:
С6Н12О6 + 6Н2О → 6СО2 + 4АТФ + 12Н2.
Две молекулы АТФ образуются в результате гликолиза, две — в цикле Кребса; две пары атомов водорода (2НАДЧН2) образовались в результате гликолиза, десять пар — в цикле Кребса.
Последним этапом является окисление пар атомов водорода с участием кислорода до воды с одновременным фосфорилированием АДФ до АТФ. Водород передается трем большим ферментным комплексам (флавопротеины, коферменты Q, цитохромы) дыхательной цепи, расположенным во внутренней мембране митохондрий. У водорода отбираются электроны, которые в матриксе митохондрий в конечном итоге соединяются с кислородом:
О2 + e— → О2—.
Купить проверочные работы
и тесты по биологии
Протоны закачиваются в межмембранное пространство митохондрий, в «протонный резервуар». Внутренняя мембрана непроницаема для ионов водорода, с одной стороны она заряжается отрицательно (за счет О2—), с другой — положительно (за счет Н+). Когда разность потенциалов на внутренней мембране достигает 200 мВ, протоны проходят через канал фермента АТФ-синтетазы, образуется АТФ, а цитохромоксидаза катализирует восстановление кислорода до воды. Так в результате окисления двенадцати пар атомов водорода образуется 34 молекулы АТФ.
1 — наружная мембрана; 2 — межмембранное пространство, протонный резервуар;
3 — цитохромы; 4 — АТФ-синтетаза.
При перфорации внутренних митохондриальных мембран окисление НАД·Н2 продолжается, но АТФ-синтетаза не работает и образования АТФ в дыхательной цепи не происходит, энергия рассеивается в форме тепла (клетки «бурого жира» млекопитающих).
Суммарная реакция расщепления глюкозы до углекислого газа и воды выглядит следующим образом:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + Qт,
где Qт — тепловая энергия.
Перейти к лекции №10 «Понятие об обмене веществ. Биосинтез белков»
Перейти к лекции №12 «Фотосинтез. Хемосинтез»
Смотреть оглавление (лекции №1-25)
Источник
Следующий этап энергетического обмена, идущий за гликолизом, — клеточное дыхание, или, как его еще называют, биологическое окисление. Это кислородный этап окисления органических соединений. Если рассматривать дыхание в широком смысле слова, то это процесс поглощения живыми организмами кислорода (О2) из окружающей среды и выделения ими углекислого газа (СО2). Этот процесс необходим для поддержания внутриклеточных окислительных процессов, обеспечивающих энергетический обмен. Дыхание может быть внешним дыханием и тканевым или клеточным. Что такое внешнее дыхание понятно из названия. Так называют процесс газообмена между живым организмом и окружающей его средой. Тканевое или клеточное дыхание (еще называют биологическое окисление) – совокупность ферментативных окислительно-восстановительных реакций. В результате этих реакций сложные органические вещества окисляются кислородом до углекислого газа, при этом освобождается энергия, запасаемая клетками в форме АТФ.
Клеточное дыхание у растений, животных и большей части аэробных микроорганизмов начинается с отщепления СО2 (декарбоксилирования) от молекулы пировиноградной кислоты (пирувата), которая была образована в процессе гликолиза. Таким образом, гликолиз является необходимой подготовительной стадией клеточного дыхания при расщеплении углеводов. В процессе этой реакции от пирувата отрывается СО2 и образуется двухуглеродный остаток – радикал уксусной кислоты (ацетил-радикал). Этот двухуглеродный остаток присоединяется к молекуле универсального переносчика углеводородных радикалов — кофермента А — с образованием ацетил-кофермента А (ацетил-КоА). В результате этой реакции НАД+ восстанавливается до НАДН. Ацетил-КоА и НАДН образуются и при окислении жирных кислот, которые также являются субстратами клеточного дыхания. В дальнейшем окисление ацетил-КоА происходит в цикле Кребса, а НАДН – в дыхательной цепи митохондрий. В цикл Кребса на различных стадиях могут вступать все аминокислоты. Таким образом, в цикле Кребса сходятся пути окисления и углеводов, и жиров, и белков.
Отщепление молекулы углекислого газа от молекулы пировиноградной кислоты.
Цикл Кребса (также его называют цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонной кислоты) – это сложный многоступенчатый окислительно-восстановительный процесс, в результате которого остаток уксусной кислоты, полученный от ацетил-КоА, полностью окисляется до 2-х молекул СО2 с образованием 3-х молекул НАДН, одной молекулы ФАДН2 и одной молекулы ГТФ. Все ферменты цикла Кребса также, как и ферменты окисления жирных кислот, локализованы в матриксе митохондрий, а один фермент – сукцинатдегидрогеназа – находится во внутренней митохондриальной мембране.
Цикл Кребса
На первой стадии цикла Кребса остаток уксусной кислоты передается от ацетил-КоА на молекулу щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетата) с образованием лимонной кислоты (цитрата), которая через промежуточную реакцию образования цис-аконитовой кислоты превращается в изолимонную кислоту (изоцитрат). От изолимонной кислоты отщепляется СО2 и 2 атома Н+, в результате чего образуется молекула НАДН и a-кетоглутаровая кислота (a-кетоглутарат), которая взаимодействует с молекулой кофермента А. При этом отщепляется вторая молекула СО2 и образуется еще одна молекула НАДН и богатое энергией соединение сукцинил-КоА, которое расщепляется с образованием свободной янтарной кислоты (сукцината), что сопровождается синтезом ГТФ из ГДФ и Фн. Янтарная кислота окисляется до фумаровой (фумарата) с образованием ФАДН2, фумаровая кислота с присоединением воды превращается в яблочную (малат), а яблочная кислота окисляется до щавелевоуксусной (оксалоацетата) с образованием НАДН. На этой стадии цикл Кребса замыкается, т.е. оксалоацетат может снова вступать в цикл и конденсироваться со следующим остатком уксусной кислоты с образованием цитрата.
Таким образом, суммарную реакцию цикла Кребса можно описать следующим уравнением:
Ацетил-КоА +3НАД+ + ФАД + ГДФ + Фн +3Н2О —> 2СО2 + 3НАДН + 3Н+ + ФАДН2 + ГТФ + КоА
Энергия, освобождаемая при окислении ацетил-КоА, запасается в виде одной молекулы ГТФ (которая может превращаться в АТФ) и 4-х молекул восстановительных эквивалентов (3 молекулы НАДН и одна ФАДН2),
которые могут или использоваться в различных процессах биосинтеза, или окисляться. Дальнейшее их окисление происходит в дыхательной цепи митохондрий, которая локализована во внутренней митохондриальной мембране. При окислении НАДН в дыхательной цепи митохондрий происходит отрыв от него электронов, и их перенос на молекулу кислорода. У аэробных бактерий дыхательная цепь расположена в специальных структурах плазматической мембраны – мезосомах, и в общих чертах напоминает дыхательную цепь митохондрий.
| Входящий субстрат | Ацетилкоэнзим А — источником ацетильной группы являются пируват, жирные кислоты и аминокислоты. |
| Локализация ферментов | Внутренние отделы митохондрий (матрикс) |
| Образование АТФ | Непосредственно в цикле образуется одна молекула ГТФ, которая может быть превращена в АТФ. |
| Образование коферментов | 3НАДН + 3H+ и ФАДН2 |
| Конечные продукты | Две молекулы CO2 на каждую молекулу ацетилкоэнзима А, входящую в цикл. Некоторые интермедиаты используются для синтеза аминокислот и других органических молекул, необходимых для осуществления функций клетки |
| Суммарная реакция | АцетилКоА + 3НАД+ + ФАД + ГДФ + Pi + 2H2O —> 2CO2 + KoA + 3НАДН + 3H+ + ФАДН2 + ГТФ |
Окислительное фосфорилирование начинается с окисления НАДН в дыхательной цепи митохондрий, сопровождающегося отщеплением двух электронов и протона (Н+). Окончательным акцептором этих электронов является О2, который соединяется с ионами Н+, находящимися в матриксе, с образованием Н2О. Электроны, отобранные от НАДН, передаются в дыхательной цепи от одного переносчика к другому, при этом они теряют свой восстановительный потенциал. Часть энергии, выделяемой при этом, рассеивается в виде тепла, но, кроме того, часть энергии тратится на создание на внутренней мембране митохондрий разности концентраций протонов (электрохимического потенциала) за счет их переноса в нескольких пунктах дыхательной цепи (так называемых пунктах сопряжения) из матрикса в межмембранное пространство.
Разность концентраций протонов получается в результате того, что при переносе электронов от НАДН к кислороду происходит «перекачивание» протонов из матрикса митохондрий в межмембранное пространство.
«Перекачивание» протонов из матрикса митохондрий в межмембранное пространство
В результате работы дыхательной цепи митохондрий концентрация Н+ в межмембранном пространстве намного выше их концентрации в матриксе, это создает направленный внутрь митохондрий градиент концентрации протонов. Мембрана митохондрий является для них непроницаемой, т.е. можно сказать, что она работает как плотина гидроэлектростанции, удерживающая воду в водохранилище. Энергия данного градиента используется ферментом АТФ-синтетазой, переносящим в матрикс ионы Н+ и синтезирующим АТФ из АДФ и Фн.
Для синтеза 1 молекулы АТФ необходимо перенести внутрь митохондрий 3 иона Н+ по градиенту концентрации, следовательно за счет окисления 1 молекулы НАДН может быть синтезировано 3 молекулы АТФ, а при окислении 1 молекулы ФАДН2 – 2 молекулы АТФ.
Кроме того, часть энергии градиента концентрации протонов тратится на перенос через внутреннюю мембрану митохондрий различных веществ. Синтез АТФ в митохондиях ферментом АТФ-синтетазой называют окислительным фосфорилированием, подчеркивая связь этого процесса с окислением органических субстратов.
| Входящие субстраты | Атомы водорода, полученные от НАДН + Н+ и ФАДН2. |
| Локализация ферментов | Внутренняя мембрана митохондрий |
| Образование АТФ | Три молекулы АТФ на каждую молекулу НАДН + Н+ |
| Конечный продукт | H2O — одна молекула на каждую пару водородов, входящих в цепь |
| Суммарная реакция | 1/4 O2 + НАДН + Н+ + 3АДФ + 3Pi —> H2O + НАД+ + 3АТФ |
Таким образом, в результате полного окисления глюкозы до углекислого газа CO2 и воды H2O образуется большое количество АТФ – 38 молекул. Две из них синтезируются в процессе гликолиза, а остальные 36 – при окислении пирувата. 1) при образовании одной молекулы пирувата в процессе гликолизе восстанавливается молекула НАДН, окисление которого в митохондриях дает 3 молекулы АТФ. 2) в процессе декарбоксилировании пирувата и образовании ацетил-КоА будет восстановлена еще 1 молекула НАДН (т.е. это 3 молекулы АТФ). 3) в цикле Кребса образуются 3 молекулы НАДН (это будет 9 молекул АТФ), 1 молекула ФАДН2 (плюс еще 2 молекулы АТФ) и 1 молекула ГТФ (обменивается своим терминальным макроэргическим фосфатом с АДФ, что дает еще 1 молекулу АТФ). Т.е., при полном окислении образовавшейся в гликолизе 1 молекулы НАДН и 1 молекулы пирувата получается 18 молекул АТФ, а 2-х – соответственно 36 молекул АТФ. С учетом того, что в процессе гликолиза образовались 2 молекулы АТФ, полный энергетический выход при окислении глюкозы до углекислого газа (CO2) и воды (H2O) в процессе клеточного дыхания, будет составлять 38 молекул АТФ.
Полный энергетический выход окисления глюкозы до углекислого газа и воды в процессе клеточного дыхания составляет 38 молекул АТФ
Итоговое уравнение данного процесса будет выглядеть следующим образом:
С6H12O6 + 6О2 + 38АДФ + 38Фн —> 6CO2 + 6H2O + 38АТФ
Эффективность полного окисления глюкозы до углекислого газа и воды очень высока: от 55 до 70% освобождающейся энергии (в зависимости от конкретных условий) запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ; остальная часть энергии рассеивается в виде тепла.
Таким образом, основным продуктом реакций энергетического обмена является АТФ.
Перейти к оглавлению.
Источник