Молекула АТФ у біології: склад, функції та роль в організмі. Атф та її роль в обміні речовин Що молекули атф

Щоб жити, треба працювати. Ця життєва істина цілком придатна до будь-яких живих істот. Всі організми: від одноклітинних бактерій до вищих тварин і людини - безперервно здійснюють різні типи роботи. Такими є рух, тобто механічна робота при скороченні м'язів тварини або обертанні джгутика бактерії; синтези складних хімічних сполук у клітинах, тобто хімічна робота; створення різниці потенціалів між протоплазмою та зовнішнім середовищем, тобто електрична робота; перенесення речовин із довкілля, де їх мало, всередину клітини, де тих самих речовин більше, тобто осмотична робота. Крім перерахованих чотирьох основних типів роботи, можна згадати утворення тепла теплокровними тваринами у відповідь на зниження температури навколишнього середовища, а також утворення світла організмами, що світяться.

Усе це потребує витрат енергії, що черпається з тих чи інших зовнішніх енергетичних ресурсів. Первинним джерелом енергії для біосфери є сонячне світло, що засвоюється фотосинтезуючими живими істотами: зеленими рослинами та деякими бактеріями. Біополімери, що створюються цими організмами (вуглеводи, жири і білки) можуть потім використовуватися в якості "палива" всіма іншими - гетеротрофними - формами життя, до яких відносяться тварини, гриби і більшість видів бактерій.

Біополімери їжі можуть бути дуже різноманітні: це сотні різних білків, жирів та полісахаридів. В організмі відбувається розпад цього "палива". Насамперед полімерні молекули розпадаються на складові їх мономери: білки розщеплюються на амінокислоти, жири – на жирні кислоти та гліцерин, полісахариди – на моносахариди. Загальна кількість різних типів мономерів вимірюється не сотнями, а десятками.

Надалі мономери перетворюються на невеликі за величиною моно-, ді-і трикарбонові кислоти з числом вуглецевих атомів від 2 до 6. Цих кислот лише десять. Їхнє перетворення замкнуте в цикл, названий циклом Кребса на честь його першовідкривача.

У циклі Кребса відбувається окислення карбонових кислот киснем до вуглекислого газу та води. Саме утворення води в результаті реакції молекулярного кисню з воднем, відщепленим від карбонових кислот, супроводжується найбільшим виділенням енергії, тоді як попередні процеси є головним чином лише підготовкою "палива". Окислення водню киснем, тобто реакція гримучого газу (O 2 +2Н 2 = 2Н 2 O), в клітині розбито на кілька стадій, так що енергія, що звільняється при цьому, виділяється не відразу, а порціями.

Також порціями відбувається; звільнення енергії, що надходить у вигляді кванта світла, у клітинах організмів-фотосинтетиків.

Отже, в одній і тій же клітині існує, по-перше, кілька реакцій визволення енергії і, по-друге, безліч процесів, що йдуть із поглинанням енергії. Посередником цих двох систем, сукупність яких називається енергетичним обміном, є особлива речовина - аденозинтрифосфорна кислота (АТФ).

Для енергетичного обміну клітини дуже важливі звані пов'язані хімічні реакції. У кожній такій реакції пов'язуються воєдино два різні процеси: один, що супроводжується виділенням енергії, та інший, що вимагає її витрат. В результаті виявляється, що перший (енергодаючий) процес стає рушійною силою для другого процесу, що споживає енергію.

На початку 40-х років відомий біохімік Ф. Ліпман висловив гіпотезу, що різні реакції звільнення енергії в клітині завжди пов'язані з тією самою реакцією, а саме синтезом АТФ з її попередників - аденозиндифосфорної кислоти (АДФ) та неорганічної ортофосфорної кислоти (Н 3 РВ 4). З іншого боку, реакції розщеплення (гідролізу) АТФ до АДФ і Н 3 РО 4 пов'язані, за Ліпманом, з вчиненням різних типів корисної роботи. Іншими словами, утворення АТФ є універсальним накопичувачем енергії, а розщеплення АТФ - універсальним постачальником енергії.

Ще до публікації гіпотези Ліпмана радянські вчені В. Енгельгардт та В. Беліцер встановили, що внутрішньоклітинне дихання, тобто окислення водню карбонових кислот киснем, пов'язане із синтезом АТФ. Утворення АТФ було показано також при гліколізі (розщеплення вуглеводів до молочної кислоти без кисню). У 50-ті роки американський біохімік Д. Арнон продемонстрував синтез АТФ у рослин за рахунок енергії світла.

У той же час було описано численні випадки енергозабезпечення роботи клітини за рахунок гідролізу АТФ. З'ясувалося, що синтез білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот із відповідних мономерів "оплачується" енергією АТФ. В. Енгельгардт та М. Любімова виявили розщеплення АТФ скоротливим м'язовим білком. Це відкриття дозволило зрозуміти, як забезпечується енергією робота м'язи. До теперішнього часу безсумнівна причетність АТФ також до багатьох інших процесів, що споживають енергію.

Отже, клітина використовує енергетичні ресурси для отримання АТФ, а потім витрачає цей АТФ, щоб оплатити різні види роботи.

Де і як утворюється АТФ

Першою системою, для якої з'ясували механізм утворення АТФ, виявився гліколіз – допоміжний тип енергозабезпечення, що включається в умовах нестачі кисню. При гліколіз молекула глюкози розщеплюється навпіл і отримані уламки окислюються до молочної кислоти.

Таке окиснення пов'язане з приєднанням фосфорної кислоти до кожного з фрагментів молекули глюкози, тобто з їх фосфорилуванням. Подальший перенесення фосфатних залишків із фрагментів глюкози на АДФ дає АТФ.

Механізм утворення АТФ при внутрішньоклітинному диханні та фотосинтезі тривалий час залишався зовсім неясним. Було відомо лише, що ферменти, що каталізують ці процеси, вбудовані в біологічні мембрани – найтонші плівки (товщиною близько однієї мільйонної частки сантиметра), що складаються з білків та фосфорильованих жироподібних речовин – фосфоліпідів.

Мембрани – найважливіший структурний компонент будь-якої живої клітини. Зовнішня мембрана клітини відокремлює протоплазму від навколишньої клітини середовища. Клітинне ядро ​​оточене двома мембранами, які утворюють ядерну оболонку - перешкоду між внутрішнім вмістом ядра (нуклеоплазмою) та іншою частиною клітини (цитоплазмою). Крім ядра, у клітинах тварин та рослин знаходять ще кілька структур, оточених мембранами. Це ендоплазматична мережа - система дрібних трубочок та плоских цистерн, стінки яких утворені мембранами. Це, нарешті, мітохондрії - кулясті або витягнуті бульбашки розміром дрібніші за ядро, але більші за компоненти ендоплазматичної мережі. Діаметр мітохондрії зазвичай біля мікрона, хоча іноді мітохондрії утворюють розгалужені і сітчасті структури протяжністю в десятки мікрон.

У клітинах зелених рослин, крім ядра, ендоплазматичної мережі та мітохондрій, знаходять ще й хлоропласти – мембранні бульбашки більші, ніж мітохондрії.

Кожна з цих структур виконує свою специфічну біологічну функцію. Так, ядро ​​– вмістище ДНК. Тут відбуваються процеси, що лежать в основі генетичної функції клітини, і починається складне коло процесів, що призводить в кінцевому підсумку до синтезу білка. Цей синтез завершується в найдрібніших гранулах - рибосомах, більшість яких пов'язана з ендоплазматичною мережею. У мітохондріях відбуваються окислювальні реакції, сукупність яких називається внутрішньоклітинним диханням. Хлоропласти відповідають за фотосинтез.

Клітини бактерій улаштовані простіше. Зазвичай вони мають лише дві мембрани - зовнішню та внутрішню. Бактерія - це як би мішок у мішку, а точніше, дуже дрібна бульбашка з подвійною стінкою. Тут немає ні ядра, ні мітохондрій, ні хлоропластів.

Існує гіпотеза, що мітохондрії та хлоропласти походять з бактерій, захоплених клітиною більшої та високоорганізованої істоти. Справді, біохімія мітохондрій та хлоропластів багато в чому нагадує бактеріальну. Морфологічно мітохондрії та хлоропласту теж у певному сенсі подібні до бактерій: вони оточені двома мембранами.

У всіх трьох випадках: у бактеріях, мітохондріях та хлоропластах – синтез АТФ відбувається у внутрішній мембрані.

Довгий час вважалося, що утворення АТФ при диханні та фотосинтезі протікає аналогічно вже відомому перетворенню енергії при гліколізі (фосфорилювання речовини, що розщеплюється, її окислення і перенесення залишку фосфорної кислоти на АДФ). Проте спроби експериментально довести цю схему закінчувалися невдачею.

Розповіді про біоенергетику ІСТОРІЯ НОВОЇ НАУКИ Глава 1. ЧИМ ЗАЙМАЮТЬСЯ БІОЕНЕРГЕТИКИ? Народження біоенергетики Розділ 2. ЩО ТАКЕ ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН? Як клітина отримує та використовує енергію АТФ - розмінна валюта клітини Де і як утворюється АТФ? Глава 3. ВІД МИРМІКОЛОГІЇ ДО БІОЕНЕРГЕТИКИ Мурашина мова Мітохондрії виробляють АТФ у пробірці Глава 4. ДВА ШЛЯХИ Факт чи артефакт? Стрижені голуби Бурий жир Глава 5. КРЕПКИЙ ГОРІШОК Жертва "закону Паркінсона" Хибна аналогія Парадокс речовин-роз'єднувачів Глава 6. МИТЧЕЛ І ЙОГО ДОДАДКА Початок шляху Чисто умоглядна побудова Хеміосмотична гіпотеза

Процес фосфорилювання – реакція перенесення фосфорильної групи від однієї сполуки до іншої за участю ферменту кінази. АТФ синтезується шляхом окисного та субстратного фосфорилювання. Окисне фосфорилювання - синтез АТФ шляхом приєднання до АДФ неорганічного фосфату з використанням енергії, що звільнилася при окисленні біоорганічних речовин.

АДФ + ~Ф → АТФ

Субстратне фосфорилювання – безпосередня передача фосфорильної групи з макроергічним зв'язком АДФ для синтезу АТФ.

Приклади субстратного фосфорилювання:

1. Проміжним продуктом вуглеводного метаболізму є фосфоенолпіровіноградна кислота, яка передає АДФ фосфорильну групу з високоенергетичним зв'язком:

Взаємодія проміжного продукту циклу Кребса – макроергічного сукциніл-Ко-А – з АДФ із утворенням однієї молекули АТФ.

Розглянемо три основні етапи звільнення енергії та синтезу АТФ в організмі.

Перший етап (підготовчий) включає перетравлення та всмоктування. На цьому етапі звільняється 0,1% енергії харчових сполук.

Другий етап. Після транспортування мономери (продукти розпаду біоорганічних сполук) надходять у клітини, де окислюються. Внаслідок окислення паливних молекул (амінокислоти, глюкоза, жири) утворюється з'єднання ацетил-Ко-А. Протягом цього етапу звільняється близько 30% енергії харчових речовин.

Третій етап – цикл Кребса – є замкнутою системою біохімічних окислювально-відновних реакцій. Цикл названий на ім'я англійського біохіміка Ханса Кребса, який постулював та експериментально підтвердив основні реакції аеробного окислення. За проведені дослідження Кребс отримав Нобелівську премію (1953). Цикл має ще дві назви:

Цикл трикарбонових кислот, оскільки він включає реакції перетворення трикарбонових кислот (кислот, що містять три карбоксильні групи);

Цикл лимонної кислоти, тому що першою реакцією циклу є утворення лимонної кислоти.

Цикл Кребса включає 10 реакцій, чотири з яких окисно-відновні. У результаті реакцій звільняється 70% енергії.

Надзвичайно велика біологічна роль цього циклу, оскільки це загальний пункт окислювального розпаду всіх основних харчових продуктів. Це головний механізм окислення у клітині, образно його називають метаболічним «котлом». У процесі окислення паливних молекул (вуглеводів, амінокислот, жирних кислот відбувається забезпечення організму енергією у вигляді АТФ. Паливні молекули вступають у цикл Кребса після перетворення на ацетил-Ко-А.

Крім того, цикл трикарбонових кислот постачає проміжні продукти для процесів біосинтезу. Цей цикл відбувається у матриксі мітохондрій.

Розглянемо реакції циклу Кребса:

Цикл починається з конденсації чотиривуглецевого компонента оксалоацетату та двовуглецевого компонента ацетил-Ко-А. Реакція каталізується цитратсинтазою і є альдольною конденсацією з наступним гідролізом. Проміжним продуктом є цитрил-Ко-А, який гідролізується на цитрат і КоА:

IV. Це перша окисно-відновна реакція.
Реакція каталізується α-оксоглутаратдегідрогеназним комплексом, що складається з трьох ферментів:
VII.

У сукцинілі є зв'язок, багатий на енергію. Розщеплення тіоефірного зв'язку сукциніл-КоА пов'язане з фосфорилюванням гуанозиндифосфату (ГДФ):

Сукциніл-КоА+~Ф+ГДФ Сукцинат+ГТФ+КоА

Фосфорильна група ГТФ легко переноситься на АДФ із утворенням АТФ:

ГТФ+АДФ АТФ+ДДФ

Це єдина реакція циклу, що є реакцією субстратного фосфорилювання.

VIII. Це третя окисно-відновна реакція:

У циклі Кребса утворюються вуглекислий газ, протони, електрони. Чотири реакції циклу є окисно-відновними, каталізуються ферментами – дегідрогеназами, що містять коферменти НАД, ФАД. Коферменти захоплюють Н + і ē і передають їх у дихальний ланцюг (ланцюг біологічного окислення). Елементи дихального ланцюга знаходяться на внутрішній мембрані мітохондрій.
Дихальний ланцюг - система окислювально-відновних реакцій, в ході яких відбувається поступове перенесення Н + і ? до О 2 , який надходить в організм в результаті дихання. У дихальному ланцюзі відбувається утворення АТФ. Основні переносники ē в ланцюзі – залізо- та мідь містять білки (цитохроми), кофермент Q (убіхінон). У ланцюзі знаходиться 5 цитохромів (b 1, з 1, з, а, а 3).

Простетичною групою цитохромів b 1 з 1 є залізовмісний гем. Механізм дії даних цитохромів полягає в тому, що в їх складі є атом заліза зі змінною валентністю, який може перебувати як в окисленому, так і у відновленому стані в результаті перенесення і Н + .

ПРО СУТНІСТЬ РОБОТ ГЕОРГІЯ ПЕТРАКОВИЧА ПОВИНЕН ЗНАТИ КОЖНИЙ! ТЕРМОЯДЕР У КЛІТЦІ Наведу повністю інтерв'ю з Георгієм Петраковичем, опубліковане в журналі "Чудеса та пригоди" № 12 за 1996 р., стор. 6-9. Спеціальний кореспондент журналу Вл. Іванов зустрівся з дійсним членом Російського фізичного товариства, лікарем-хірургом Георгієм Миколайовичем Петраковичем, який опублікував сенсаційні роботи про термоядерні реакції, що відбуваються в живих організмах, і перетворення в них хімічних елементів. Це набагато фантастичніше найсміливіших досвідів алхіміків. Розмова присвячена справжньому диву еволюції, головному із чудес живої природи. Ми не у всьому згодні з автором сміливої ​​гіпотези. Зокрема, будучи матеріалістом, він, як нам здається, виключає духовний початок з тих процесів, де він, мабуть, має бути присутнім. Але все ж таки гіпотеза Г. Петраковича зацікавила нас, тому що вона перетинається з роботами академіка В. Казначєєва про "холодній термоотруті"у живій клітині. Одночасно гіпотеза перекидає місток до поняття ноосфери.В. Вернадського, вказуючи на джерело, що безперервно підживлює ноосферу енергією. Гіпотеза цікава й тим, що прокладає наукові шляхи до пояснення низки загадкових явищ, як-от ясновидіння, левітація, иридодиагностика та інших. Ми просимо вибачити нас за деяку наукову складність розмови для непідготовленого читача. Сам матеріал, на жаль, за характером своїм не може бути схильний до значного спрощення. Кореспондент.Спочатку суть, сіль дива, несумісного, здавалося б, з уявленнями про живі організми... Що за дивна сила діє в нас, у клітинах нашого тіла? Все нагадує детективну історію. Сила ця була відома, якщо можна так висловитися, в іншій якості. Вона діяла інкогніто, ніби під маскою. Про неї говорили та писали так: іони водню. Ви зрозуміли та назвали її інакше: протони. Це самі іони водню, голі ядра його атомів, заряджені позитивно, але це водночас і елементарні частки. Біофізики не помітили, що Янус дволик. Чи не так? Чи можна про це докладніше? Г.М. ПЕТРАКОВИЧ. Жива клітина отримує енергію внаслідок звичайних хімічних реакцій. Так вважала наука про клітинну біоенергетику. Як завжди, у реакціях беруть участь електрони, саме їх переходи забезпечують хімічний зв'язок. У найдрібніших "бульбашках" неправильної форми - мітохондріях клітини - відбувається окислення за участю електронів. Це постулат біоенергетики. Ось як уявляє цей постулат провідний біоенергетик країни академік РАН В.П. Скулачов: "Щоб поставити експеримент із використання ядерної енергії, природі довелося створити людину. Що ж до внутрішньоклітинних механізмів енергетики, то вони витягують енергію виключно з електронних перетворень, хоча енергетичний ефект тут незмірно малий у порівнянні з термоядерними процесами." "Винятково з електронних перетворень..." Це помилка! Електронні перетворення – це хімія, і тільки. Саме термоядерні реакції лежать в основі клітинної біоенергетики, і саме протон, він іон водню - важка заряджена елементарна частка - є головним учасником всіх цих реакцій. Хоча, зрозуміло, і електрон бере певну, і навіть важливу участь у цьому процесі, але в іншій ролі, абсолютно відмінної від ролі, запропонованої йому вченими фахівцями. І що найдивовижніше: щоб довести все це, не треба, виявляється, проводити якісь складні дослідження, дослідження. Все лежить на поверхні, все представлено в тих же незаперечних фактах, спостереженнях, які самі ж вчені і здобули своїми тяжкими працями. Треба лише неупереджено і поглиблено поміркувати над цими фактами. Ось незаперечний факт: відомо, що протони "викидаються" з мітохондрій (термін широко використовується фахівцями, і в ньому звучить зневага до цих трудяг-частин, ніби йдеться про відходи, "сміття") у простір клітини (цитоплазму). Протони рухаються в ньому односпрямовано, тобто ніколи не повертаються назад, на відміну від броунівського руху у клітці всіх інших іонів. І рухаються вони в цитоплазмі з величезною швидкістю, що перевищує швидкість руху будь-яких інших іонів у багато тисяч разів, Вчені ніяк не коментують це спостереження, а замислитися над ним було б серйозно. Якщо протони, ці заряджені елементарні частинки, рухаються у просторі клітини з такою величезною швидкістю і "цілеспрямовано", отже, у клітині є якийсь механізм їхнього прискорення. Безсумнівно, механізм прискорення перебуває в мітохондрій, звідки спочатку з величезною швидкістю і "викидаються" протони, але якого характеру. .. Важкі заряджені елементарні частинки, протони, можуть прискорюватися лише у високочастотному змінному електромагнітному полі - у синхрофазотроні, наприклад. Отже, молекулярний синхрофазотрон у мітохондрій? як не здасться дивним, так: надмініатюрний природний синхрофазотрон знаходиться саме в крихітному внутрішньоклітинному утворенні, в мітохондрій! Протони, потрапивши у високочастотне змінне електромагнітне поле, весь час перебування у цьому полі втрачають властивості хімічного елемента водню, зате виявляють властивості важких заряджених елементарних частинок. клітині Наприклад, в пробірці дослідника протони беруть участь в окисленні, а в клітці, хоча в ній і відбувається вільно-радикальне окислення, перекису не утворюються. Тим часом вчені керуються саме "пробирковим" досвідом, коли досліджують процеси в живій клітині. Прискорені в полі протони легко іонізують атоми і молекули, "вибиваючи" з них електрони. При цьому молекули, стаючи вільними радикалами, набувають високої активності, а іонізовані атоми (натрію, калію, кальцію, магнію та інших елементів) утворюють у мембранах клітини електричні та осмотичні потенціали (але вже вторинного, залежного від протонів, порядку). Кореспондент.Саме час звернути увагу наших читачів на те, що невидима оку жива клітина складніша за будь-яку гігантську установку, а те, що відбувається в ній, не піддається поки що навіть приблизному відтворенню. Можливо, галактики - в іншому масштабі, зрозуміло, - найпростіші об'єкти Всесвіту, так само, як клітини - елементарні об'єкти рослини чи тварини. Можливо, рівні наших знань про клітини та галактики приблизно еквівалентні. Але найдивовижніше, що термояду Сонця та інших зірок відповідає холодний термоотруту живої клітини або, точніше, окремих її ділянок. Аналогія повна. Всі знають про гарячу термоотруту зірок. Але про холодну термоотруту живих клітин можете розповісти тільки ви. Г.М. ПЕТРАКОВИЧ.Спробуємо уявити найважливіші події на цьому рівні. Як важка заряджена елементарна частка, маса якої перевищує масу електрона в 1840 разів, протон входить до складу всіх без винятку ядер атомів. Будучи прискореним у високочастотному змінному електромагнітному полі та перебуваючи з цими ядрами в одному полі, він здатний передати їм свою кінетичну енергію, будучи найкращим переносником енергії від прискорювача до споживача - атома. Взаємодіючи в клітині з ядрами атомів-мішеней, він передає їм частинами - шляхом пружних зіткнень - придбану їм при прискоренні кінетичну енергію. А втративши цю енергію, в результаті захоплюється ядром найближчого атома (непружне зіткнення) і є складовою в це ядро. А це є шлях до перетворення елементів. У відповідь на отриману при пружному зіткненні з протоном енергію із збудженого ядра атома-мішені викидається свій квант енергії, властивий лише ядру цього конкретного атома зі своєю довжиною і частотою хвилі. Якщо такі взаємодії протонів відбуваються з багатьма ядрами атомів, що становлять, наприклад, якусь молекулу; то відбувається викид цілої групи таких специфічних квантів у певному спектрі частот. Імунологи вважають, що тканинна несумісність у живому організмі проявляється вже на молекулярному рівні. Очевидно, відмінність у живому організмі " своєї " білкової молекули від " чужої " за її абсолютної хімічної однаковості відбувається з цим самим специфічним частотам і спектрам, куди по-різному реагують " сторожові " клітини організму - лейкоцити. Кореспондент.Цікавий попутний результат вашої протонно-ядерної теорії! Ще цікавішим є процес, про який мріяли алхіміки. Фізики вказали на можливість отримання нових елементів у реакторах, але це дуже складно та дорого для більшості речовин. Декілька слів - про те ж на рівні клітини. Г.М. ПЕТРАКОВИЧ.Захоплення протона, що втратив кінетичну енергію, ядром атома-мішені змінює атомне число цього атома, тобто. атом-"загарбник" здатний при цьому змінити свою ядерну структуру і стати не тільки ізотопом даного хімічного елемента, але і взагалі, враховуючи можливість багаторазового "захоплення" протонів, зайняти інше, ніж раніше, місце в таблиці Менделєєва: і в ряді випадків - навіть не найближче до колишнього. По суті йдеться про ядерний синтез у живій клітині. Треба сказати, такі ідеї вже розбурхували уми людей: вже були публікації про роботи французького вченого Л. Керврана, який виявив таку ядерну трансформацію при дослідженні курей-несучок. Щоправда, Л. Кервран вважав, що це ядерний синтез калію з протоном, з подальшим отриманням кальцію, здійснюється з допомогою ферментативних реакцій. Але, виходячи зі сказаного вище, простіше цей процес уявити як наслідок міжядерних взаємодій. Заради справедливості слід сказати, що М.В. Волькенштейн взагалі вважає досліди Л. Керврана першоквітневим жартом веселих американських вчених колег. Перша думка про можливість ядерного синтезу в живому організмі висловлена ​​в одному з фантастичних оповідань Айзека Азімова. Так чи інакше, віддаючи належне і тому, і іншому, і третьому, можна зробити висновок, що згідно з гіпотезою, що викладається, міжядерні взаємодії в живій клітці цілком можливі. І не буде в тому перешкодою кулонівський бар'єр: природа зуміла обійти цей бар'єр без високих енергій та температур, м'яко та ніжно, Кореспондент.Ви вважаєте, що у живій клітці виникає вихрове електромагнітне поле. Воно утримує протони як у своїй сітці і розганяє їх, прискорює. Поле це випромінюють, генерують електрони атомів заліза. Є групи із чотирьох таких атомів. Вони називаються у спеціалістів так: геми. Залізо в них дво- та тривалентно. І обидві ці форми обмінюються електронами, перескоки яких породжують поле. Частота його неймовірно велика, за вашою оцінкою 1028 герц. Вона набагато перевершує частоту видимого світла, що породжується зазвичай теж перескоками електронів з одного атомного рівня в інший. Чи не вважаєте ви, що ця оцінка частоти поля в клітці дуже завищена? Г.М. ПЕТРАКОВИЧ.Зовсім ні. Кореспондент.Ваша відповідь мені зрозуміла. Адже саме дуже високі частоти і малі довжини хвиль, що їм відповідають, пов'язані з великою енергією квантів. Так, ультрафіолет із його короткими хвилями діє сильніше, ніж звичайні промені світла. Для розгону протонів потрібні дуже короткі хвилі. Чи можливі перевірки самої схеми прискорення протонів та частоти внутрішньоклітинного поля? Г.М. ПЕТРАКОВИЧ. Отже, відкриття: у мітохондріях клітин генерується надвисокочастотний, надкороткохвильовий змінний електричний струм і за законами фізики, відповідно йому - надкороткохвильове та надвисокочастотне змінне електромагнітне поле. Найбільш короткохвильове і найвище частотне з усіх змінних електромагнітних полів у природі. Ще не створені прилади, якими можна було б виміряти таку високу частоту і таку коротку хвилю, тому таких полів поки що для нас зовсім не існує. І відкриття поки що не існує... Проте знову звернемося до законів фізики. За цими законами точкові змінні електромагнітні поля самостійно не існують, вони миттєво, зі швидкістю світла зливаються між собою шляхом синхронізації та резонансу, що значно збільшує напругу такого поля. Зливаються точкові електромагнітні поля, що утворюються в електромагнітиці електронами, що переміщаються, далі зливаються всі поля вже мітохондрії. Утворюється об'єднане надвисокочастотне, надкороткохвильове змінне поле для всієї мітохондрії. У цьому полі й утримуються протони. Але мітохондрії в одній клітці не дві і не три - у кожній клітці їх налічується десятки, сотні, а в деяких - навіть тисячі, і в кожній з них утворюється це надкороткохвильове поле; і ці поля спрямовуються до злиття між собою, все з тією ж синхронізацією та ефектом резонансу, але вже у всьому просторі клітини – у цитоплазмі. Ось це прагнення змінного електромагнітного поля мітохондрії до злиття з іншими такими ж полями в цитоплазмі є та сама "тягла сила", та енергія, що з прискоренням "викидає" протони з мітохондрії в простір клітини. Так спрацьовує внутрішньо-рімітохондріальний "синхрофазотрон". Слід пам'ятати, що протони рухаються до ядрів атомів-мішеней у клітці у значно посиленому полі - настільки короткохвильовому, що воно легко, як хвилеводом, пройде між найближчими атомами навіть у металевих ґратах. Це поле легко "пронесе" з собою протон, розміри якого в сотню тисяч разів менші від будь-якого атома, і настільки високочастотне, що воно анітрохи не втратить при цьому своєї енергії. Таке поле, що володіє надпроникністю, порушить і ті протони, які входять до складу ядра атома-мішені. І головне - це поле наблизить до них "налітаючий" протон настільки, що дозволить цьому "налітаючому" віддати ядру частину своєї кінетичної енергії. Найбільша кількість енергії виділяється при альфа-розпаді. При цьому з ядра з величезною швидкістю викидаються альфа-частинки, що являють собою міцно пов'язані два протони і два нейтрони (тобто ядра атомів гелію). На відміну від ядерного вибуху при "холодній термоотруті" в зоні реакції не відбувається накопичення критичної маси. Розпад або синтез може негайно припинитися. Не спостерігається радіації, оскільки альфа-частинки поза електромагнітним полем негайно перетворюються на атоми гелію, а протони - на молекулярний водень, воду або перекису. У той же час організм здатний сам собі шляхом "холодної термоотрути" створювати необхідні йому хімічні елементи з інших хімічних елементів, нейтралізувати шкідливі для нього речовини. У зоні здійснення "холодної термоотрути" формуються голограми, що відображають взаємодії протонів з ядрами атомів-мішеней. Зрештою, ці голограми в неспотвореному вигляді виносяться електромагнітними полями в ноосферу і стають основою енергоінформаційного поля ноосфери. Людина здатна довільно, за допомогою електромагнітних лінз, роль яких у живому організмі виконують молекули-п'єзокристали, фокусувати енергію протонів, і особливо альфа-часток, у потужні пучки. При цьому демонструючи приголомшливі уяву феномени: підняття та пересування неймовірних тягарів, ходіння розпеченим камінням та вугіллям, левітацію, телепортацію, телекінез та багато іншого. Не може такого бути, щоб у світі все зникало безслідно, навпаки, слід думати, що існує якийсь всесвітній "банк", всесвітнє біополе, з яким зливалися і зливаються поля всіх, хто жив і на Землі. Це біополе може бути представлено надпотужним, надвисокочастотним, надкороткохвильовим та надпроникним змінним електромагнітним полем навколо Землі (і тим самим – навколо і через нас). У цьому полі в ідеальному порядку утримуються ядерні заряди протонних голографічних "фільмів" про кожного з нас - про людей, про бактерії та слони, про черв'яків, про траву, планктон, саксаул, що жили колись і живуть нині. Ті, хто живе нині, і підтримують енергією свого поля це біополе. Але лише рідкісні одиниці мають доступом до його інформаційним скарбам. Це пам'ять планети, її біосфери. Непізнане ще всесвітнє біополе має колосальну, якщо не безмежну, енергію, всі ми купаємося в океані цієї енергії, але не відчуваємо її, як не відчуваємо навколишнє повітря, і тому не відчуваємо, що вона навколо нас є... Роль її зростатиме . Це наш резерв, наша підтримка. Кореспондент.Саме собою це поле планети, однак, не замінить робочі руки і творчий розум. Воно лише створює передумови прояви людських здібностей. Г.М. ПЕТРАКОВИЧ.Ще один аспект теми. Наші очі, якщо і не дзеркало душі, то прозорі їх середовища - зіниця і райдужка - все ж таки є екранами для топографічного "кіно", що постійно виходить з нас. Через зіниці пролітають "цілісні" голограми, а в райдужках протони, що несуть у собі значний заряд кінетичної енергії, безперервно збуджують молекули в глибках пігменту. Вони будуть збуджувати їх доти, доки в клітинах, які "послали" до цих молекул свої протони, буде все гаразд. Загинуть клітки, ще щось трапиться з ними, з органом - зараз зміниться структура в глибках пігментів. Це чітко зафіксують досвідчені іридодіагности: вони вже точно – за проекціями в райдужній оболонці – знають, який орган захворів і навіть чим. Рання та точна діагностика! Деякі медики не дуже прихильно ставляться до своїх колег-іридодіагностів, вважаючи їх мало не шарлатанами. Даремно! Іридодіагностики, як простого, загальнодоступного, дешевого, легко перекладається математичною мовою, а головне - точного і раннього методу діагностики різних хвороб вже в найближчому майбутньому світить "зелене світло". Єдиним недоліком методу була теоретична база. Фундамент її викладено вище. Кореспондент.Думаю, для наших читачів слід пояснити процес утворення голограм кожного індивіда. Ви це зробите краще за мене. Г.М. ПЕТРАКОВИЧ. Уявімо взаємодії прискорених протонів з якоюсь великою об'ємною (тривимірною) молекулою в клітині, що відбуваються дуже швидко. На такі взаємодії з ядрами атомів-мішеней, що становлять цю велику молекулу, буде витрачено безліч протонів, що залишить, у свою чергу, в пучку протонів теж об'ємний, але негативний слід у вигляді вакууму, дірок. Цей слід і буде справжнісінькою голограмою, що втілила в собі і зберегла структури самої молекули, що прореагувала з протонами. Серія голограм (що і відбувається "в натурі") відобразить і збереже не тільки фізичний "облік" молекули, а й порядок фізичних та хімічних перетворень окремих її частин і всієї молекули загалом за певний проміжок часу. Такі голограми, зливаючись у великі об'ємні зображення, можуть відобразити життєвий цикл всієї клітини, безлічі сусідніх клітин, органів прокуратури та частин тіла - всього тіла. Є ще одне слідство. Ось воно. У живій природі, незалежно від свідомості, ми спілкуємось насамперед полями. При такому спілкуванні, увійшовши в резонанс з іншими полями, ми ризикуємо втратити, частково чи повністю, свою індивідуальну частоту (як і чистоту), і якщо у спілкуванні із зеленою природою це означає "розчинитися в природі", то у спілкуванні з людьми, особливо з тими, хто має сильне поле, це означає частково чи повністю втратити свою індивідуальність - стати "зомбі" (за Тодором Дічевом). Технічних апаратів "зомбування" за програмою немає і навряд чи вони колись будуть створені, але впливи однієї людини на іншу в цьому плані цілком можливі, хоча, з позицій моралі, неприпустимі. Оберігаючи себе, над цим слід задуматися, особливо коли справа стосується гучних колективних дій, в яких завжди переважає не розум і навіть не справжнє почуття, але фанатизм - сумне дитя зловмисного резонансу. Потік протонів може тільки збільшуватися за рахунок злиття з іншими потоками, але ніяк, на противагу, наприклад, електронному потоку, не змішуватися - і тоді він може нести в собі повну інформацію вже про цілих органах і тканинах, у тому числі - і про таке специфічне орган, як мозок. Очевидно, ми мислимо програмами, і це голограми здатні передавати потоком протонів через погляд - тому доказ як " виразність " нашого погляду, а й те, що тварини здатні засвоювати наші голограми. На підтвердження цього можна послатися досвіди відомого дресирувальника В.Л. Дурова, у яких брав участь і академік Ст. М. Бехтерєв. У цих дослідах собакам спеціальною комісією миттєво вигадувалися якісь посильні їм завдання, В.Л. Дуров відразу " гіпнотичним поглядом " передавав собакам ці завдання (при цьому, як він говорив, він сам ніби ставав "собакою" і разом з ними подумки виконував завдання), і собаки точно виконували всі приписи комісії. До речі, фотографування галюцинацій можна пов'язати з голографічним мисленням і передачею образів потоком протонів через погляд. Дуже важливий момент: протони, що несуть інформацію, своєю енергією "мітять" білкові молекули свого тіла, при цьому кожна "мічена" молекула набуває свого власного спектру, і цим спектром вона відрізняється від точно такої ж за хімічним складом молекули, але належить "чужому" тілу. Принцип розбіжності (або збіги) за спектром молекул білка лежить в основі імунних реакцій організму, запалення, а також тканинної несумісності, про що ми вже згадували. Механізм нюху також побудований на принципі спектрального аналізу збуджених протонами молекул. Але в цьому випадку протонами опромінюються всі молекули речовини, що знаходяться у вдихуваному через ніс повітрі, з миттєвим аналізом їх спектру (механізм дуже близький до механізму відчуття кольору). Але є "робота", яку виконує лише високочастотне змінне електромагнітне поле - це робота "другого", або "периферичного", серця, про яке свого часу багато писали, але механізм якого ще ніхто не розкрив. Це особлива тема розмови. Далі буде...

АТФ – це скорочена назва Аденозин Три-Фосфорної кислоти. Також можна зустріти назву Аденозинтрифосфат. Це нуклеоїд, який грає величезну роль обміні енергією в організмі. Аденозин Три-фосфорна кислота - це універсальне джерело енергії, що бере участь у всіх біохімічних процесах організму. Відкрито цю молекулу в 1929 році вченим Карлом Ломанном. А значимість її була підтверджена Фріцем Ліпманом у 1941 році.

Структура та формула АТФ

Якщо говорити про АТФ докладніше, то це молекула, яка дає енергію всім процесам, що відбуваються в організмі, у тому числі вона ж дає енергію для руху. При розщепленні молекули АТФ відбувається скорочення м'язового волокна, унаслідок чого виділяється енергія, що дозволяє відбутися скорочення. Синтезується аденозинтрифосфат з інозину – у живому організмі.

Щоб дати організму енергію Аденозинтрифосфату необхідно пройти кілька етапів. Спочатку відокремлюється один із фосфатів - за допомогою спеціального коензиму. Кожен із фосфатів дає десять калорій. У процесі виробляється енергія та виходить АДФ (аденозин дифосфат).

Якщо організму для дії потрібно більше енергіїто відокремлюється ще один фосфат. Тоді утворюється АМФ (аденозин монофосфат). Головне джерело для вироблення аденозинтрифосфату - це глюкоза, в клітці вона розщеплюється на піруват та цитозол. Аденозинтрифосфат насичує енергією довгі волокна, що містять протеїн – міозин. Саме він формує м'язові клітини.

У моменти, коли організм відпочиває, ланцюжок йде у зворотний бік, тобто формується аденозин три-фосфорна кислота. Знову ж таки з цією метою використовується глюкоза. Створені молекули аденозинтрифосфату будуть знову використовуватися, як тільки це буде необхідно. Коли енергія не потрібна, вона зберігається в організмі і вивільняється як тільки це буде потрібно.

Молекула АТФ складається з кількох, а точніше, трьох компонентів:

1. Рибоза - це п'ятивуглецевий цукор, такий самий лежить в основі ДНК.
2. Аденін – це об'єднані атоми азоту та вуглецю.
3. Трифосфат.

У самому центрі молекули аденозинтрифосфату знаходиться молекула рибози, а її край є основною для аденозину. З іншого боку рибози розташований ланцюжок із трьох фосфатів.

Системи АТФ

При цьому потрібно розуміти, що запасів АТФ буде достатньо перші дві або три секунди рухової активності, після чого її рівень знижується. Але при цьому робота м'язів може здійснюватись лише за допомогою АТФ. Завдяки спеціальним системам у організмі постійно синтезуються нові молекули АТФ. Включення нових молекул відбувається залежно від тривалості навантаження.

Молекули АТФ синтезують три основні біохімічні системи:

1. Фосфагенна система (креатин-фосфат).
2. Система глікогену та молочної кислоти.
3. Аеробне дихання.

Розглянемо кожну з них окремо.

Фосфагенна система- Якщо м'язи працюватимуть недовго, але дуже інтенсивно (близько 10 секунд), буде використовуватися фосфагенна система. У цьому випадку АДФ зв'язується з фосфатом креатин. Завдяки цій системі відбувається постійна циркуляція невеликої кількості аденозинтрифосфату в м'язових клітинах. Так як у самих м'язових клітинах теж є фосфат креатину, він використовується для відновлення рівня АТФ після високоінтенсивної короткої роботи. Але вже за десять секунд рівень креатин фосфату починає знижуватися - такої енергії вистачає на короткий забіг або інтенсивне силове навантаження в бодібілдингу.

Глікоген та молочна кислота- забезпечує енергією організм повільніше, ніж попередня. Вона синтезує АТФ, якої може вистачити півтори хвилини інтенсивної роботи. У процесі глюкоза в м'язових клітинах формується в молочну кислоту за рахунок анаеробного метаболізму.

Так як в анаеробному стані кисень організмом не використовується, то дана система дає енергію так само, як і в аеробній системі, але час економиться. В анаеробному режимі м'язи скорочуються дуже потужно і швидко. Така система може дозволити пробігти чотириста метрів спринту або більш тривале інтенсивне тренування у залі. Але довгий час працювати таким чином не дозволить болючість у м'язах, яка з'являється через надлишок молочної кислоти.

Аеробне дихання- ця система включається, якщо тренування триває понад дві хвилини. Тоді м'язи починають отримувати аденозинтрифосфат з вуглеводів, жирів та протеїнів. У цьому випадку АТФ синтезується повільно, проте енергії вистачає надовго — фізична активність може тривати кілька годин. Це відбувається завдяки тому, що глюкоза розпадається без перешкод, у неї немає жодних протидії, що перешкоджають з боку – як перешкоджає молочна кислота в анаеробному процесі.

Роль АТФ в організмі

З попереднього опису зрозуміло, що основна роль аденозинтрифосфату в організмі - забезпечення енергією всіх численних біохімічних процесів і реакцій в організмі. Більшість енерговитратних процесів у живих істот відбувається завдяки АТФ.

Але крім цієї головної функції аденозинтрифосфат виконує й інші:

Роль АТФ в організмі та житті людинидобре відома не лише вченим, а й багатьом спортсменам та бодібілдерам, тому що її розуміння допомагає зробити тренування більш ефективними та правильно розраховувати навантаження. Для людей, які займаються силовими тренуваннями в залі, спринтерськими забігами та іншими видами спорту дуже важливо розуміти, які вправи потрібно виконувати в той чи інший момент часу. Завдяки цьому можна сформувати бажану будову тіла, опрацювати м'язову структуру, знизити зайву вагу та досягти інших бажаних результатів.

Аденозинтрифосфорна кислота-АТФ- Обов'язковий енергетичний компонент будь-якої живої клітини. АТФ також нуклеотид, що складається з азотистої основи аденіну, цукру рибози та трьох залишків молекули фосфорної кислоти. Це нестійка структура. В обмінних процесах від неї послідовно відщеплюються залишки фосфорної кислоти шляхом розриву багатою енергією, але неміцного зв'язку між другим і третім залишками фосфорної кислоти. Відрив однієї молекули фосфорної кислоти супроводжується виділенням близько 40 кДж енергії. У цьому випадку АТФ перетворюється на аденозиндифосфорну кислоту (АДФ), а при подальшому відщепленні залишку фосфорної кислоти від АДФ утворюється аденозинмонофосфорна кислота (АМФ).

Схема будови АТФ та перетворення її на АДФ (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Біологія у таблицях. М.,2000 )

Отже, АТФ - своєрідний акумулятор енергії у клітині, який "розряджається" при її розщепленні. Розпад АТФ відбувається у процесі реакцій синтезу білків, жирів, вуглеводів та інших життєвих функцій клітин. Ці реакції йдуть із поглинанням енергії, яка витягується під час розщеплення речовин.

АТФ синтезуєтьсяу мітохондріях у кілька етапів. Перший з них - підготовчий -протікає ступінчасто, із залученням кожному щаблі специфічних ферментів. У цьому складні органічні сполуки розщеплюються до мономерів: білки - до амінокислот, вуглеводи - до глюкози, нуклеїнові кислоти - до нуклеотидів тощо. буд. Розрив зв'язків у цих речовинах супроводжується виділенням невеликої кількості енергії. Утворені мономери під дією інших ферментів можуть зазнати подальшого розпаду з утворенням більш простих речовин аж до діоксиду вуглецю та води.

Схема Синтез АТФ у мвтохондрії клітини

ПОЯСНЕННЯ ДО СХЕМИ ПЕРЕТВОРЕННЯ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ У ПРОЦЕСІ ДИСИМІЛЯЦІЇ

I етап - підготовчий: складні органічні речовини під впливом травних ферментів розпадаються на прості, у своїй виділяється лише теплова енергія.
Білки ->амінокислоти
Жири- > гліцерин та жирні кислоти
Крохмаль ->глюкоза

II етап-гліколіз (безкисневий): здійснюється в гіалоплазмі, з мембранами не пов'язаний; у ньому беруть участь ферменти; розщепленню піддається глюкоза:

У дріжджових грибів молекула глюкози без участі кисню перетворюється на етиловий спирт та діоксид вуглецю (спиртове бродіння):

В інших мікроорганізмів гліколіз може завершуватися утворенням ацетону, оцтової кислоти тощо. У всіх випадках розпад однієї молекули глюкози супроводжується утворенням двох молекул АТФ. У ході безкисневого розщеплення глюкози у вигляді хімічного зв'язку в молекулі АТФ зберігається 40% анергії, а решта розсіюється як теплоти.

III етап-гідроліз (кисневий): здійснюється в мітохондріях, пов'язаний з матриксом мітохондрій і внутрішньою мембраною, в ньому беруть участь ферменти, розщепленню піддається молочна кислота: СзН6Оз + ЗН20 -> 3СО2 + 12Н. С02 (діоксид вуглецю) виділяється з мітохондрій у навколишнє середовище. Атом водню входить у ланцюг реакцій, кінцевий результат яких - синтез АТФ. Ці реакції йдуть у такій послідовності:

1. Атом водню Н за допомогою ферментів-переносників надходить у внутрішню мембрану мітохондрій, що утворює кристи, де він окислюється: Н-е--> H+

2. Протон водню H+(катіон) виноситься переносниками на зовнішню поверхню мембрани христ. Для протонів ця мембрана є непроникною, тому вони накопичуються в міжмембранному просторі, утворюючи протонний резервуар.

3. Електрони водню eпереносяться на внутрішню поверхню мембрани христ і відразу приєднуються до кисню за допомогою ферменту оксидази, утворюючи негативно заряджений активний кисень (аніон): O2 + е-> O2-

4. Катіони та аніони по обидва боки мембрани створюють різноіменно заряджене електричне поле, і коли різниця потенціалів досягне 200 мВ, починає діяти протонний канал. Він виникає у молекулах ферментів АТФ-синтетаз, які вбудовані у внутрішню мембрану, що утворює кристи.

5. Через протонний канал протони водню H+спрямовуються всередину мітохондрій, створюючи високий рівень енергії, більша частина якої йде на синтез АТФ з АДФ і Ф (АДФ+Ф->АТФ), а протони H+взаємодіють з активним киснем, утворюючи воду та молекулярний 02:
(4Н++202- -->2Н20+02)

Таким чином, О2, що надходить у мітохондрії в процесі дихання організму, необхідний для приєднання протонів водню Н. За його відсутності весь процес у мітохондріях припиняється, оскільки електронно-транспортний ланцюг перестає функціонувати. Загальна реакція ІІІ етапу:

(2СзНбОз + 6Oз + 36АДФ + 36Ф ---> 6С02 + 36АТФ + +42Н20)

В результаті розщеплення однієї молекули глюкози утворюються 38 молекул АТФ: на II етапі – 2 АТФ та на III етапі – 36 АТФ. Молекули АТФ, що утворилися, виходять за межі мітохондрії і беруть участь у всіх процесах клітини, де необхідна енергія. Розщеплюючись, АТФ віддає енергію (одна фосфатна зв'язок укладає 40 кДж) і як АДФ і Ф (фосфату) повертається в мітохондрії.