Apakah semua organisme hidup membutuhkan oksigen? Mengapa organisme hidup membutuhkan oksigen? Mengapa kita bernafas

Anda mungkin tahu bahwa bernafas diperlukan agar oksigen yang diperlukan untuk kehidupan masuk ke dalam tubuh dengan udara yang dihirup, dan saat menghembuskan napas, tubuh melepaskan karbon dioksida ke luar.

Semua makhluk hidup bernafas - hewan, burung, dan tumbuhan.

Dan mengapa organisme hidup sangat membutuhkan oksigen sehingga kehidupan tidak mungkin tanpanya? Dan dari mana asal karbon dioksida di dalam sel, dari mana tubuh harus terus-menerus dilepaskan?

Faktanya adalah bahwa setiap sel organisme hidup adalah produksi biokimia yang kecil tetapi sangat aktif. Dan Anda tahu bahwa tidak ada produksi yang mungkin tanpa energi. Semua proses yang terjadi dalam sel dan jaringan berlangsung dengan konsumsi energi dalam jumlah besar.

Dari mana asalnya?

Dengan makanan yang kita makan - dari karbohidrat, lemak, dan protein. Di dalam sel, zat ini teroksidasi. Paling sering, rantai transformasi zat kompleks mengarah pada pembentukan sumber energi universal - glukosa. Sebagai hasil dari oksidasi glukosa, energi dilepaskan. Di sinilah oksigen dibutuhkan untuk oksidasi. Energi yang dilepaskan sebagai hasil dari reaksi ini disimpan sel dalam bentuk molekul berenergi tinggi khusus - mereka, seperti baterai, atau akumulator, memberikan energi sesuai kebutuhan. Dan produk akhir dari oksidasi nutrisi adalah air dan karbon dioksida, yang dikeluarkan dari tubuh: dari sel ia memasuki darah, yang membawa karbon dioksida ke paru-paru, dan di sana ia dikeluarkan selama pernafasan. Dalam satu jam, seseorang melepaskan 5 hingga 18 liter karbon dioksida dan hingga 50 gram air melalui paru-paru.

Omong-omong...

Molekul berenergi tinggi yang merupakan "bahan bakar" untuk proses biokimia disebut ATP - asam adenosin trifosfat. Pada manusia, umur satu molekul ATP kurang dari 1 menit. Tubuh manusia mensintesis sekitar 40 kg ATP per hari, tetapi pada saat yang sama semuanya dihabiskan hampir seketika, dan praktis tidak ada cadangan ATP di dalam tubuh. Untuk kehidupan normal, perlu untuk terus mensintesis molekul ATP baru. Itulah sebabnya, tanpa oksigen, organisme hidup dapat hidup maksimal beberapa menit.

Apakah ada organisme hidup yang tidak membutuhkan oksigen?

Kita masing-masing sudah tidak asing lagi dengan proses respirasi anaerobik! Jadi, fermentasi adonan atau kvass adalah contoh proses anaerobik yang dilakukan oleh ragi: mengoksidasi glukosa menjadi etanol (alkohol); proses pengasaman susu merupakan hasil kerja bakteri asam laktat yang melakukan fermentasi asam laktat - mereka mengubah laktosa gula susu menjadi asam laktat.

Mengapa kita membutuhkan respirasi oksigen, jika ada yang bebas oksigen?

Kemudian, oksidasi aerobik itu berkali-kali lebih efisien daripada oksidasi anaerobik. Bandingkan: dalam proses pemecahan anaerobik satu molekul glukosa, hanya 2 molekul ATP yang terbentuk, dan sebagai hasil pemecahan aerobik molekul glukosa, 38 molekul ATP terbentuk! Untuk organisme kompleks dengan laju dan intensitas proses metabolisme yang tinggi, respirasi anaerobik tidak cukup untuk menopang kehidupan - jadi mainan elektronik yang membutuhkan 3-4 baterai untuk bekerja tidak akan menyala jika hanya satu baterai yang dimasukkan ke dalamnya.

Apakah respirasi bebas oksigen dimungkinkan dalam sel-sel tubuh manusia?

Tentu! Langkah pertama dalam pemecahan molekul glukosa, yang disebut glikolisis, berlangsung tanpa kehadiran oksigen. Glikolisis adalah proses umum untuk hampir semua organisme hidup. Glikolisis menghasilkan asam piruvat (piruvat). Dialah yang memulai jalur transformasi lebih lanjut, yang mengarah ke sintesis ATP baik dengan oksigen maupun respirasi bebas oksigen.

Jadi, di otot, cadangan ATP sangat kecil - hanya cukup untuk 1-2 detik kerja otot. Jika otot membutuhkan aktivitas jangka pendek tetapi kuat, respirasi anaerobik adalah yang pertama dimobilisasi di dalamnya - ini diaktifkan lebih cepat dan memberikan energi selama sekitar 90 detik kerja otot aktif. Jika otot aktif bekerja selama lebih dari dua menit, maka respirasi aerobik terhubung: dengannya, produksi ATP terjadi secara perlahan, tetapi memberikan energi yang cukup untuk mempertahankan aktivitas fisik dalam waktu lama (hingga beberapa jam).

Anda mungkin tahu bahwa bernafas diperlukan agar oksigen yang diperlukan untuk kehidupan masuk ke dalam tubuh dengan udara yang dihirup, dan saat menghembuskan napas, tubuh melepaskan karbon dioksida ke luar.

Semua makhluk hidup bernafas - dan hewan,

baik burung maupun tumbuhan.

Dan mengapa organisme hidup sangat membutuhkan oksigen sehingga kehidupan tidak mungkin tanpanya? Dan dari mana asal karbon dioksida di dalam sel, dari mana tubuh harus terus-menerus dilepaskan?

Faktanya adalah bahwa setiap sel organisme hidup adalah produksi biokimia yang kecil tetapi sangat aktif. Dan Anda tahu bahwa tidak ada produksi yang mungkin tanpa energi. Semua proses yang terjadi dalam sel dan jaringan berlangsung dengan konsumsi energi dalam jumlah besar.

Dari mana asalnya?

Dengan makanan yang kita makan - dari karbohidrat, lemak, dan protein. Di dalam sel, zat ini teroksidasi. Paling sering, rantai transformasi zat kompleks mengarah pada pembentukan sumber energi universal - glukosa. Sebagai hasil dari oksidasi glukosa, energi dilepaskan. Di sinilah oksigen dibutuhkan untuk oksidasi. Energi yang dilepaskan sebagai hasil dari reaksi ini disimpan sel dalam bentuk molekul berenergi tinggi khusus - mereka, seperti baterai, atau akumulator, memberikan energi sesuai kebutuhan. Dan produk akhir dari oksidasi nutrisi adalah air dan karbon dioksida, yang dikeluarkan dari tubuh: dari sel ia memasuki darah, yang membawa karbon dioksida ke paru-paru, dan di sana ia dikeluarkan selama pernafasan. Dalam satu jam, seseorang melepaskan 5 hingga 18 liter karbon dioksida dan hingga 50 gram air melalui paru-paru.

Omong-omong...

Molekul berenergi tinggi yang merupakan "bahan bakar" untuk proses biokimia disebut ATP - asam adenosin trifosfat. Pada manusia, umur satu molekul ATP kurang dari 1 menit. Tubuh manusia mensintesis sekitar 40 kg ATP per hari, tetapi pada saat yang sama semuanya dihabiskan hampir seketika, dan praktis tidak ada cadangan ATP di dalam tubuh. Untuk kehidupan normal, perlu untuk terus mensintesis molekul ATP baru. Itulah sebabnya, tanpa oksigen, organisme hidup dapat hidup maksimal beberapa menit.

Apakah ada organisme hidup yang tidak membutuhkan oksigen?

Kita masing-masing sudah tidak asing lagi dengan proses respirasi anaerobik! Jadi, fermentasi adonan atau kvass adalah contoh proses anaerobik yang dilakukan oleh ragi: mengoksidasi glukosa menjadi etanol (alkohol); proses pengasaman susu merupakan hasil kerja bakteri asam laktat yang melakukan fermentasi asam laktat - mereka mengubah laktosa gula susu menjadi asam laktat.

Mengapa kita membutuhkan pernapasan oksigen, jika ada yang bebas oksigen?

Kemudian, oksidasi aerobik itu berkali-kali lebih efisien daripada oksidasi anaerobik. Bandingkan: dalam proses pemecahan anaerobik satu molekul glukosa, hanya 2 molekul ATP yang terbentuk, dan sebagai hasil pemecahan aerobik molekul glukosa, 38 molekul ATP terbentuk! Untuk organisme kompleks dengan laju dan intensitas proses metabolisme yang tinggi, respirasi anaerobik tidak cukup untuk menopang kehidupan - jadi mainan elektronik yang membutuhkan 3-4 baterai untuk bekerja tidak akan menyala jika hanya satu baterai yang dimasukkan ke dalamnya.

Apakah respirasi bebas oksigen dimungkinkan dalam sel-sel tubuh manusia?

Tentu! Langkah pertama dalam pemecahan molekul glukosa, yang disebut glikolisis, berlangsung tanpa kehadiran oksigen. Glikolisis adalah proses umum untuk hampir semua organisme hidup. Glikolisis menghasilkan asam piruvat (piruvat). Dialah yang memulai jalur transformasi lebih lanjut, yang mengarah ke sintesis ATP baik dengan oksigen maupun respirasi bebas oksigen.

Jadi, di otot, cadangan ATP sangat kecil - hanya cukup untuk 1-2 detik kerja otot. Jika otot membutuhkan aktivitas jangka pendek tetapi kuat, respirasi anaerobik adalah yang pertama dimobilisasi di dalamnya - ini diaktifkan lebih cepat dan memberikan energi selama sekitar 90 detik kerja otot aktif. Jika otot aktif bekerja selama lebih dari dua menit, maka respirasi aerobik terhubung: dengannya, produksi ATP terjadi secara perlahan, tetapi memberikan energi yang cukup untuk mempertahankan aktivitas fisik dalam waktu lama (hingga beberapa jam).

  • Baca ulasan obat kompleks untuk wasir Proctonol
  • Cara menurunkan berat badan hingga 20 kg - ulasan nyata Guarchibao

Kelebihan oksigen

Kurangnya oksigenium

Penyebab:

  • Menurunkan tekanan parsial O2 di udara yang dihirup;

Mengapa kita bernafas?

Anda mungkin tahu bahwa bernafas diperlukan agar oksigen yang diperlukan untuk kehidupan masuk ke dalam tubuh dengan udara yang dihirup, dan saat menghembuskan napas, tubuh melepaskan karbon dioksida ke luar.

Semua makhluk hidup bernafas - hewan, burung, dan tumbuhan.

Dan mengapa organisme hidup sangat membutuhkan oksigen sehingga kehidupan tidak mungkin tanpanya? Dan dari mana asal karbon dioksida di dalam sel, dari mana tubuh harus terus-menerus dilepaskan?

Faktanya adalah bahwa setiap sel organisme hidup adalah produksi biokimia yang kecil tetapi sangat aktif. Dan Anda tahu bahwa tidak ada produksi yang mungkin tanpa energi. Semua proses yang terjadi dalam sel dan jaringan berlangsung dengan konsumsi energi dalam jumlah besar.

Dari mana asalnya?

Dengan makanan yang kita makan - dari karbohidrat, lemak, dan protein. Di dalam sel, zat ini teroksidasi. Paling sering, rantai transformasi zat kompleks mengarah pada pembentukan sumber energi universal - glukosa. Sebagai hasil dari oksidasi glukosa, energi dilepaskan. Di sinilah oksigen dibutuhkan untuk oksidasi. Energi yang dilepaskan sebagai hasil dari reaksi ini disimpan sel dalam bentuk molekul berenergi tinggi khusus - mereka, seperti baterai, atau akumulator, memberikan energi sesuai kebutuhan. Dan produk akhir dari oksidasi nutrisi adalah air dan karbon dioksida, yang dikeluarkan dari tubuh: dari sel ia memasuki darah, yang membawa karbon dioksida ke paru-paru, dan di sana ia dikeluarkan selama pernafasan. Dalam satu jam, seseorang melepaskan 5 hingga 18 liter karbon dioksida dan hingga 50 gram air melalui paru-paru.

Omong-omong.

Molekul berenergi tinggi yang merupakan "bahan bakar" untuk proses biokimia disebut ATP - asam adenosin trifosfat. Pada manusia, umur satu molekul ATP kurang dari 1 menit. Tubuh manusia mensintesis sekitar 40 kg ATP per hari, tetapi pada saat yang sama semuanya dihabiskan hampir seketika, dan praktis tidak ada cadangan ATP di dalam tubuh. Untuk kehidupan normal, perlu untuk terus mensintesis molekul ATP baru. Itulah sebabnya, tanpa oksigen, organisme hidup dapat hidup maksimal beberapa menit.

Apakah ada organisme hidup yang tidak membutuhkan oksigen?

Kita masing-masing sudah tidak asing lagi dengan proses respirasi anaerobik! Jadi, fermentasi adonan atau kvass adalah contoh proses anaerobik yang dilakukan oleh ragi: mengoksidasi glukosa menjadi etanol (alkohol); proses pengasaman susu merupakan hasil kerja bakteri asam laktat yang melakukan fermentasi asam laktat - mereka mengubah laktosa gula susu menjadi asam laktat.

Mengapa kita membutuhkan respirasi oksigen, jika ada yang bebas oksigen?

Kemudian, oksidasi aerobik itu berkali-kali lebih efisien daripada oksidasi anaerobik. Bandingkan: dalam proses pemecahan anaerobik satu molekul glukosa, hanya 2 molekul ATP yang terbentuk, dan sebagai hasil pemecahan aerobik molekul glukosa, 38 molekul ATP terbentuk! Untuk organisme kompleks dengan laju dan intensitas proses metabolisme yang tinggi, respirasi anaerobik tidak cukup untuk menopang kehidupan - jadi mainan elektronik yang membutuhkan 3-4 baterai untuk bekerja tidak akan menyala jika hanya satu baterai yang dimasukkan ke dalamnya.

Apakah respirasi bebas oksigen dimungkinkan dalam sel-sel tubuh manusia?

Tentu! Langkah pertama dalam pemecahan molekul glukosa, yang disebut glikolisis, berlangsung tanpa kehadiran oksigen. Glikolisis adalah proses umum untuk hampir semua organisme hidup. Glikolisis menghasilkan asam piruvat (piruvat). Dialah yang memulai jalur transformasi lebih lanjut, yang mengarah ke sintesis ATP baik dengan oksigen maupun respirasi bebas oksigen.

Jadi, di otot, cadangan ATP sangat kecil - hanya cukup untuk 1-2 detik kerja otot. Jika otot membutuhkan aktivitas jangka pendek tetapi kuat, respirasi anaerobik adalah yang pertama dimobilisasi di dalamnya - ini diaktifkan lebih cepat dan memberikan energi selama sekitar 90 detik kerja otot aktif. Jika otot aktif bekerja selama lebih dari dua menit, maka respirasi aerobik terhubung: dengannya, produksi ATP terjadi secara perlahan, tetapi memberikan energi yang cukup untuk mempertahankan aktivitas fisik dalam waktu lama (hingga beberapa jam).

Komentar Anda:

Mereka sendiri mencela kesalahan, bahkan tidak tahu bahwa ucapan itu benar.

air ATP. tampaknya orang-orang di sekolah tidak banyak belajar

Untuk apa oksigen alami?

Untuk apa oksigen?

Peningkatan kinerja mental;

Meningkatkan daya tahan tubuh terhadap stres dan mengurangi stres saraf;

Mempertahankan tingkat oksigen normal dalam darah, yang meningkatkan nutrisi sel dan organ kulit;

Pekerjaan organ dalam dinormalisasi, metabolisme dipercepat;

Penurunan berat badan - oksigen berkontribusi pada pemecahan lemak secara aktif;

Normalisasi tidur - karena saturasi sel dengan oksigen, tubuh menjadi rileks, tidur menjadi lebih nyenyak dan lebih lama;

Memecahkan masalah hipoksia (yaitu kekurangan oksigen).

Oksigen alami, menurut para ilmuwan dan dokter, cukup mampu mengatasi tugas-tugas ini, tetapi sayangnya, di kota dengan oksigen yang cukup, muncul masalah.

Para ilmuwan telah menentukan bahwa 200 tahun yang lalu seseorang menerima hingga 40% oksigen alami dari udara, dan hari ini angka ini telah menurun 2 kali lipat - hingga 21%.

Mengapa organisme hidup membutuhkan oksigen?

Hewan bisa hidup tanpa makanan selama beberapa minggu, tanpa air selama beberapa hari. Tapi tanpa oksigen, mereka mati setelah beberapa menit.

Oksigen adalah unsur kimia, dan salah satu yang paling umum di bumi. Itu ada di sekitar kita, membentuk sekitar seperlima dari udara (dan hampir semua yang lainnya adalah nitrogen).

Oksigen bergabung dengan hampir semua elemen lainnya. Dalam organisme hidup, ia bergabung dengan hidrogen, karbon, dan zat lain, membentuk sekitar dua pertiga dari total berat tubuh manusia.

Pada suhu normal, oksigen bereaksi sangat lambat dengan unsur lain, membentuk zat baru yang disebut oksida. Proses ini disebut reaksi oksidasi.

Oksidasi terjadi sepanjang waktu dalam organisme hidup. Makanan adalah bahan bakar sel hidup. Ketika makanan dioksidasi, energi dilepaskan yang digunakan tubuh untuk bergerak dan untuk pertumbuhannya sendiri. Oksidasi lambat yang terjadi pada organisme makhluk hidup sering disebut respirasi internal.

Seseorang menghirup oksigen melalui paru-paru. Dari paru-paru, ia memasuki sistem peredaran darah dan dibawa olehnya ke seluruh tubuh. Dengan menghirup udara, kita menyuplai sel-sel tubuh kita dengan oksigen untuk pernapasan internalnya. Jadi, kita membutuhkan oksigen untuk mendapatkan energi, sehingga tubuh dapat berfungsi.

Orang dengan masalah pernapasan sering ditempatkan di ruang oksigen, di mana pasien menghirup udara, empat puluh hingga enam puluh persen oksigen, dan tidak perlu mengeluarkan banyak energi untuk mendapatkan jumlah oksigen yang dibutuhkannya.

Meskipun oksigen dari udara terus-menerus diambil oleh makhluk hidup untuk bernafas, namun cadangannya tidak pernah habis. Tumbuhan melepaskannya selama nutrisinya, sehingga mengisi kembali cadangan oksigen kita.

Mengapa tubuh membutuhkan oksigen?

Oksigen- salah satu unsur paling umum tidak hanya di alam, tetapi juga dalam komposisi tubuh manusia.

Sifat-sifat khusus oksigen sebagai unsur kimia membuatnya menjadi pasangan yang diperlukan dalam proses dasar kehidupan selama evolusi makhluk hidup. Konfigurasi elektron molekul oksigen sedemikian rupa sehingga memiliki elektron tidak berpasangan yang sangat reaktif. Karena memiliki sifat pengoksidasi yang tinggi, molekul oksigen digunakan dalam sistem biologis sebagai semacam perangkap elektron, yang energinya padam ketika dikaitkan dengan oksigen dalam molekul air.

Tidak diragukan lagi bahwa oksigen "datang ke pekarangan" untuk proses biologis sebagai akseptor elektron. Sangat berguna untuk organisme yang sel-selnya (terutama membran biologis) dibangun dari bahan yang beragam secara fisik dan kimiawi adalah kelarutan oksigen baik dalam fase air maupun dalam fase lipid. Ini membuatnya relatif mudah untuk berdifusi ke formasi struktural sel apa pun dan berpartisipasi dalam reaksi oksidatif. Benar, oksigen larut dalam lemak beberapa kali lebih baik daripada di lingkungan akuatik, dan ini diperhitungkan saat oksigen digunakan sebagai agen terapeutik.

Setiap sel dalam tubuh kita membutuhkan pasokan oksigen yang tidak terputus, yang digunakan dalam berbagai reaksi metabolisme. Untuk mengirimkan dan menyortirnya ke dalam sel, Anda membutuhkan alat transportasi yang cukup kuat.

Dalam keadaan normal, sel-sel tubuh perlu mensuplai sekitar 200-250 ml oksigen setiap menitnya. Mudah dihitung bahwa kebutuhannya per hari cukup banyak (sekitar 300 liter). Dengan kerja keras, kebutuhan ini meningkat sepuluh kali lipat.

Difusi oksigen dari alveoli paru ke dalam darah terjadi karena perbedaan alveolar-kapiler (gradien) tegangan oksigen, yang ketika bernafas dengan udara biasa adalah: 104 (pO 2 di alveoli) - 45 (pO 2 di kapiler paru) \u003d 59 mm Hg. Seni.

Udara alveolar (dengan kapasitas paru-paru rata-rata 6 liter) mengandung tidak lebih dari 850 ml oksigen, dan cadangan alveolar ini dapat menyediakan oksigen bagi tubuh hanya dalam waktu 4 menit, mengingat kebutuhan oksigen rata-rata tubuh dalam keadaan normal adalah sekitar 200 ml per menit.

Telah dihitung bahwa jika molekul oksigen larut begitu saja dalam plasma darah (dan larut dengan buruk di dalamnya - 0,3 ml per 100 ml darah), maka untuk memastikan kebutuhan normal sel di dalamnya, perlu untuk meningkatkan laju aliran darah vaskular menjadi 180 l dalam satu menit. Padahal, darah bergerak dengan kecepatan hanya 5 liter per menit. Pengiriman oksigen ke jaringan dilakukan karena zat yang luar biasa - hemoglobin.

Hemoglobin mengandung 96% protein (globin) dan 4% komponen non protein (heme). Hemoglobin, seperti gurita, menangkap oksigen dengan keempat tentakelnya. Peran "tentakel", khususnya yang menangkap molekul oksigen dalam darah arteri paru-paru, dilakukan oleh heme, atau lebih tepatnya, atom besi besi yang terletak di tengahnya. Besi "diperbaiki" di dalam cincin porfirin dengan bantuan empat ikatan. Kompleks besi dengan porfirin seperti itu disebut protoheme atau hanya heme. Dua ikatan besi lainnya diarahkan tegak lurus terhadap bidang cincin porfirin. Salah satunya masuk ke subunit protein (globin), dan yang lainnya gratis, dialah yang langsung menangkap oksigen molekuler.

Rantai polipeptida hemoglobin disusun dalam ruang sedemikian rupa sehingga konfigurasinya mendekati bola. Masing-masing dari empat globul memiliki "kantong" di mana heme ditempatkan. Setiap heme mampu menangkap satu molekul oksigen. Molekul hemoglobin dapat mengikat maksimal empat molekul oksigen.

Bagaimana cara kerja hemoglobin?

Pengamatan terhadap siklus pernapasan "paru-paru molekuler" (sebagaimana ilmuwan Inggris terkenal M. Perutz menyebut hemoglobin) mengungkapkan ciri-ciri menakjubkan dari protein pigmen ini. Ternyata keempat permata itu bekerja bersama, dan tidak secara mandiri. Setiap permata, seolah-olah, diberi tahu apakah pasangannya telah menambahkan oksigen atau tidak. Dalam deoksihemoglobin, semua "tentakel" (atom besi) menonjol dari bidang cincin porfirin dan siap mengikat molekul oksigen. Menangkap molekul oksigen, besi ditarik ke dalam cincin porfirin. Molekul oksigen pertama adalah yang paling sulit untuk dilampirkan, dan setiap molekul berikutnya lebih baik dan lebih mudah. Dengan kata lain, hemoglobin bekerja sesuai dengan pepatah "nafsu makan datang dengan makan". Penambahan oksigen bahkan mengubah sifat hemoglobin: menjadi asam yang lebih kuat. Fakta ini sangat penting dalam pengangkutan oksigen dan karbon dioksida.

Jenuh dengan oksigen di paru-paru, hemoglobin dalam komposisi sel darah merah membawanya bersama aliran darah ke sel dan jaringan tubuh. Namun, sebelum menjenuhkan hemoglobin, oksigen harus dilarutkan dalam plasma darah dan melewati membran eritrosit. Dalam praktiknya, terutama saat menggunakan terapi oksigen, penting bagi seorang dokter untuk memperhitungkan potensi hemoglobin eritrosit untuk menahan dan menghantarkan oksigen.

Satu gram hemoglobin dalam kondisi normal dapat mengikat 1,34 ml oksigen. Penalaran lebih lanjut, dapat dihitung bahwa dengan rata-rata kandungan hemoglobin dalam darah 14-16 ml%, 100 ml darah mengikat 18-21 ml oksigen. Jika kita memperhitungkan volume darah yang rata-rata sekitar 4,5 liter pada pria, dan 4 liter pada wanita, maka aktivitas pengikatan maksimum hemoglobin eritrosit adalah sekitar 750-900 ml oksigen. Tentu saja, ini hanya mungkin jika semua hemoglobin jenuh dengan oksigen.

Saat menghirup udara atmosfer, hemoglobin jenuh tidak sempurna - sebesar 95-97%. Anda dapat menjenuhkannya dengan menggunakan oksigen murni untuk bernafas. Cukup dengan meningkatkan kandungannya di udara yang dihirup menjadi 35% (bukan 24% biasanya). Dalam hal ini kapasitas oksigen akan maksimal (sama dengan 21 ml O 2 per 100 ml darah). Tidak ada lagi oksigen yang dapat mengikat karena kurangnya hemoglobin bebas.

Sejumlah kecil oksigen tetap larut dalam darah (0,3 ml per 100 ml darah) dan dalam bentuk ini diangkut ke jaringan. Dalam kondisi alami, kebutuhan jaringan dipenuhi dengan mengorbankan oksigen yang terkait dengan hemoglobin, karena oksigen terlarut dalam plasma dapat diabaikan - hanya 0,3 ml per 100 ml darah. Maka kesimpulannya sebagai berikut: jika tubuh membutuhkan oksigen, maka ia tidak dapat hidup tanpa hemoglobin.

Selama masa hidup (kira-kira 120 hari), eritrosit melakukan pekerjaan yang sangat besar, mentransfer sekitar satu miliar molekul oksigen dari paru-paru ke jaringan. Namun, hemoglobin memiliki ciri yang menarik: ia tidak selalu mengikat oksigen dengan keserakahan yang sama, juga tidak memberikannya ke sel-sel di sekitarnya dengan kemauan yang sama. Perilaku hemoglobin ini ditentukan oleh struktur spasialnya dan dapat diatur oleh faktor internal dan eksternal.

Proses saturasi hemoglobin dengan oksigen di paru-paru (atau disosiasi hemoglobin dalam sel) digambarkan dengan kurva berbentuk S. Berkat ketergantungan ini, suplai oksigen normal ke sel dimungkinkan bahkan dengan tetesan kecil di dalam darah (dari 98 hingga 40 mm Hg).

Posisi kurva berbentuk S tidak konstan, dan perubahannya menunjukkan perubahan penting dalam sifat biologis hemoglobin. Jika kurva bergeser ke kiri dan tikungannya berkurang, ini menunjukkan peningkatan afinitas hemoglobin terhadap oksigen, penurunan proses sebaliknya - disosiasi oksihemoglobin. Sebaliknya, pergeseran kurva ini ke kanan (dan peningkatan tikungan) menunjukkan gambaran yang berlawanan - penurunan afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan pengembalian yang lebih baik ke jaringannya. Jelas bahwa pergeseran kurva ke kiri sesuai untuk penangkapan oksigen di paru-paru, dan ke kanan - untuk pelepasannya ke jaringan.

Kurva disosiasi oksihemoglobin bervariasi tergantung pada pH medium dan suhu. Semakin rendah pH (pergeseran ke sisi asam) dan semakin tinggi suhu, semakin buruk oksigen yang ditangkap oleh hemoglobin, tetapi semakin baik diberikan ke jaringan selama disosiasi oksihemoglobin. Oleh karena itu kesimpulannya: dalam suasana panas, saturasi oksigen darah tidak efektif, tetapi dengan peningkatan suhu tubuh, pelepasan oksihemoglobin dari oksigen sangat aktif.

Eritrosit juga memiliki perangkat pengaturnya sendiri. Ini adalah asam 2,3-difosfogliserat, yang terbentuk selama pemecahan glukosa. "Suasana" hemoglobin dalam hubungannya dengan oksigen juga bergantung pada zat ini. Ketika asam 2,3-difosfogliserat terakumulasi dalam sel darah merah, ia mengurangi afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan mendorongnya kembali ke jaringan. Jika tidak cukup - gambar dibalik.

Peristiwa menarik juga terjadi di kapiler. Di ujung arteri kapiler, oksigen berdifusi tegak lurus terhadap pergerakan darah (dari darah ke dalam sel). Pergerakan terjadi ke arah perbedaan tekanan parsial oksigen, yaitu ke dalam sel.

Preferensi sel diberikan pada oksigen terlarut secara fisik, dan digunakan pertama-tama. Pada saat yang sama, oksihemoglobin juga diturunkan dari bebannya. Semakin intensif tubuh bekerja, semakin membutuhkan oksigen. Ketika oksigen dilepaskan, tentakel hemoglobin dilepaskan. Karena penyerapan oksigen oleh jaringan, kandungan oksihemoglobin dalam darah vena turun dari 97 menjadi 65-75%.

Bongkar oksihemoglobin di sepanjang jalan berkontribusi pada pengangkutan karbon dioksida. Yang terakhir, terbentuk di jaringan sebagai produk akhir dari pembakaran zat yang mengandung karbon, memasuki aliran darah dan dapat menyebabkan penurunan pH lingkungan yang signifikan (pengasaman), yang tidak sesuai dengan kehidupan. Faktanya, pH darah arteri dan vena dapat berfluktuasi dalam kisaran yang sangat sempit (tidak lebih dari 0,1), dan untuk ini perlu menetralkan karbon dioksida dan mengeluarkannya dari jaringan ke paru-paru.

Menariknya, akumulasi karbon dioksida di kapiler dan sedikit penurunan pH medium hanya berkontribusi pada pelepasan oksigen oleh oksihemoglobin (kurva disosiasi bergeser ke kanan, dan tikungan berbentuk S meningkat). Hemoglobin, yang berperan sebagai sistem penyangga darah itu sendiri, menetralkan karbon dioksida. Ini menghasilkan bikarbonat. Sebagian karbondioksida diikat oleh hemoglobin itu sendiri (akibatnya terbentuk karbhemoglobin). Diperkirakan hemoglobin secara langsung atau tidak langsung terlibat dalam pengangkutan hingga 90% karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru. Di paru-paru, proses sebaliknya terjadi, karena oksigenasi hemoglobin menyebabkan peningkatan sifat asamnya dan kembalinya ion hidrogen ke lingkungan. Yang terakhir, bergabung dengan bikarbonat, membentuk asam karbonat, yang dipecah oleh enzim karbonat anhidrase menjadi karbon dioksida dan air. Karbon dioksida dilepaskan oleh paru-paru, dan oksihemoglobin, kation pengikat (sebagai ganti pemisahan ion hidrogen), bergerak ke kapiler jaringan perifer. Hubungan yang begitu dekat antara tindakan memasok oksigen ke jaringan dan menghilangkan karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru mengingatkan kita bahwa ketika oksigen digunakan untuk tujuan terapeutik, orang tidak boleh melupakan fungsi lain dari hemoglobin - untuk membebaskan tubuh dari kelebihan. karbon dioksida.

Perbedaan arteri-vena atau perbedaan tekanan oksigen di sepanjang kapiler (dari arteri ke ujung vena) memberikan gambaran tentang kebutuhan oksigen jaringan. Panjang aliran kapiler oksihemoglobin bervariasi di berbagai organ (dan kebutuhan oksigennya tidak sama). Oleh karena itu, misalnya, tekanan oksigen di otak turun lebih sedikit daripada di miokardium.

Di sini, bagaimanapun, perlu dilakukan reservasi dan mengingat bahwa miokardium dan jaringan otot lainnya berada dalam kondisi khusus. Sel otot memiliki sistem aktif untuk menangkap oksigen dari darah yang mengalir. Fungsi ini dilakukan oleh mioglobin, yang memiliki struktur yang sama dan bekerja dengan prinsip yang sama dengan hemoglobin. Hanya mioglobin yang memiliki satu rantai protein (dan bukan empat, seperti hemoglobin) dan, karenanya, satu heme. Mioglobin seperti seperempat hemoglobin dan hanya menangkap satu molekul oksigen.

Keunikan struktur mioglobin, yang hanya dibatasi oleh tingkat tersier organisasi molekul proteinnya, dikaitkan dengan interaksi dengan oksigen. Mioglobin mengikat oksigen lima kali lebih cepat daripada hemoglobin (memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen). Kurva saturasi mioglobin (atau disosiasi oksimioglobin) dengan oksigen berbentuk hiperbola, bukan berbentuk S. Ini masuk akal secara biologis, karena mioglobin, yang terletak jauh di dalam jaringan otot (di mana tekanan parsial oksigen rendah), dengan rakus mengambil oksigen bahkan dalam kondisi tegangan rendah. Cadangan oksigen dibuat, seolah-olah, dihabiskan, jika perlu, untuk pembentukan energi di mitokondria. Misalnya pada otot jantung yang banyak terdapat mioglobin, selama periode diastole cadangan oksigen terbentuk di dalam sel dalam bentuk oksimioglobin, yang selama sistolik memenuhi kebutuhan jaringan otot.

Rupanya, kerja mekanis yang konstan dari organ otot membutuhkan perangkat tambahan untuk menangkap dan menyimpan oksigen. Alam menciptakannya dalam bentuk mioglobin. Ada kemungkinan bahwa dalam sel non-otot ada beberapa mekanisme yang belum diketahui untuk menangkap oksigen dari darah.

Secara umum, kegunaan kerja eritrosit hemoglobin ditentukan oleh seberapa banyak yang dapat dibawanya ke sel dan mentransfer molekul oksigen ke dalamnya dan mengeluarkan karbon dioksida yang terkumpul di kapiler jaringan. Sayangnya, pekerja ini terkadang tidak bekerja dengan kekuatan penuh dan bukan karena kesalahannya sendiri: pelepasan oksigen dari oksihemoglobin di kapiler bergantung pada kemampuan reaksi biokimia dalam sel untuk mengonsumsi oksigen. Jika oksigen yang dikonsumsi sedikit, maka tampaknya "stagnan" dan, karena kelarutannya yang rendah dalam media cair, tidak lagi berasal dari lapisan arteri. Pada saat yang sama, dokter mengamati penurunan perbedaan oksigen arteriovenosa. Ternyata hemoglobin membawa sebagian oksigen dengan sia-sia, dan selain itu, ia mengeluarkan lebih sedikit karbon dioksida. Situasinya tidak menyenangkan.

Pengetahuan tentang hukum pengoperasian sistem transportasi oksigen dalam kondisi alami memungkinkan dokter menarik sejumlah kesimpulan yang berguna untuk penggunaan terapi oksigen yang benar. Tak perlu dikatakan bahwa perlu untuk menggunakan, bersama dengan oksigen, agen yang merangsang eritropoiesis, meningkatkan aliran darah pada organisme yang terkena dan membantu penggunaan oksigen dalam jaringan tubuh.

Pada saat yang sama, perlu diketahui dengan jelas untuk tujuan apa oksigen dikonsumsi dalam sel, memastikan keberadaan normalnya?

Dalam perjalanannya ke tempat partisipasi dalam reaksi metabolisme di dalam sel, oksigen mengatasi banyak formasi struktural. Yang paling penting dari mereka adalah membran biologis.

Setiap sel memiliki membran plasma (atau luar) dan berbagai struktur membran lain yang aneh yang membatasi partikel subselular (organel). Membran bukan hanya partisi, tetapi formasi yang melakukan fungsi khusus (transportasi, dekomposisi dan sintesis zat, pembangkit energi, dll.), Yang ditentukan oleh organisasinya dan komposisi biomolekulnya. Terlepas dari variabilitas dalam bentuk dan ukuran membran, mereka terutama terdiri dari protein dan lipid. Zat yang tersisa, juga ditemukan di membran (misalnya, karbohidrat), dihubungkan oleh ikatan kimia dengan lipid atau protein.

Kami tidak akan memikirkan detail organisasi molekul protein-lipid dalam membran. Penting untuk dicatat bahwa semua model struktur biomembran ("sandwich", "mosaik", dll.) Menyarankan adanya membran film lipid bimolekul yang disatukan oleh molekul protein.

Lapisan lipid membran adalah film cair yang bergerak konstan. Oksigen, karena kelarutannya yang baik dalam lemak, melewati lapisan membran lipid ganda dan memasuki sel. Bagian dari oksigen ditransfer ke lingkungan internal sel melalui pembawa seperti mioglobin. Dipercayai bahwa oksigen berada dalam keadaan larut dalam sel. Mungkin, lebih banyak larut dalam formasi lipid, dan lebih sedikit dalam formasi hidrofilik. Ingatlah bahwa struktur oksigen secara sempurna memenuhi kriteria zat pengoksidasi yang digunakan sebagai perangkap elektron. Diketahui bahwa konsentrasi utama reaksi oksidatif terjadi pada organel khusus - mitokondria. Perbandingan kiasan yang diberikan ahli biokimia kepada mitokondria menunjukkan tujuan dari partikel kecil (berukuran 0,5 hingga 2 mikron) ini. Mereka disebut "pembangkit energi" dan "pembangkit listrik" sel, sehingga menekankan peran utama mereka dalam pembentukan senyawa yang kaya energi.

Di sini, mungkin, ada baiknya melakukan sedikit penyimpangan. Seperti yang Anda ketahui, salah satu ciri mendasar makhluk hidup adalah ekstraksi energi yang efisien. Tubuh manusia menggunakan sumber energi eksternal - nutrisi (karbohidrat, lipid dan protein), yang dipecah menjadi potongan-potongan kecil (monomer) dengan bantuan enzim hidrolitik saluran pencernaan. Yang terakhir diserap dan dikirim ke sel. Nilai energi hanyalah zat yang mengandung hidrogen, yang memiliki persediaan energi bebas yang besar. Tugas utama sel, atau lebih tepatnya enzim yang terkandung di dalamnya, adalah mengolah substrat sedemikian rupa untuk merobek hidrogen darinya.

Hampir semua sistem enzim yang melakukan peran serupa terlokalisasi di mitokondria. Di sini, fragmen glukosa (asam piruvat), asam lemak, dan kerangka karbon asam amino dioksidasi. Setelah pemrosesan terakhir, hidrogen yang tersisa "direnggut" dari zat-zat ini.

Hidrogen, yang dilepaskan dari zat yang mudah terbakar dengan bantuan enzim khusus (dehidrogenase), tidak dalam bentuk bebas, tetapi sehubungan dengan pembawa khusus - koenzim. Mereka adalah turunan nicotinamide (vitamin PP) - NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) dan turunan riboflavin (vitamin B2) - FMN (flavin mononucleotide) dan FAD (flavin adenine dinucleotide).

Hidrogen tidak langsung terbakar, tetapi secara bertahap, dalam porsi. Jika tidak, sel tidak dapat menggunakan energinya, karena interaksi hidrogen dengan oksigen akan menyebabkan ledakan, yang dapat dengan mudah ditunjukkan dalam percobaan laboratorium. Agar hidrogen melepaskan energi yang tersimpan di dalamnya di beberapa bagian, terdapat rantai pembawa elektron dan proton di membran dalam mitokondria, atau disebut rantai pernapasan. Pada bagian tertentu dari rantai ini, jalur elektron dan proton menyimpang; elektron melompat melalui sitokrom (terdiri dari, seperti hemoglobin, protein dan heme), dan proton keluar ke lingkungan. Pada titik akhir rantai pernapasan, tempat sitokrom oksidase berada, elektron “tergelincir” ke oksigen. Dalam hal ini, energi elektron padam sepenuhnya, dan oksigen, yang mengikat proton, direduksi menjadi molekul air. Air tidak memiliki nilai energi bagi tubuh.

Energi yang dilepaskan oleh elektron yang melompat di sepanjang rantai pernapasan diubah menjadi energi ikatan kimia adenosin trifosfat - ATP, yang berfungsi sebagai akumulator energi utama dalam organisme hidup. Karena dua tindakan digabungkan di sini: oksidasi dan pembentukan ikatan fosfat yang kaya energi (tersedia dalam ATP), proses pembangkitan energi dalam rantai pernapasan disebut fosforilasi oksidatif.

Bagaimana kombinasi pergerakan elektron di sepanjang rantai pernapasan dan penangkapan energi selama gerakan ini terjadi? Ini belum sepenuhnya jelas. Sementara itu, aksi pengubah energi biologis akan menyelesaikan banyak masalah yang berkaitan dengan penyelamatan sel-sel tubuh yang terkena proses patologis, biasanya mengalami kelaparan energi. Menurut para ahli, terungkapnya rahasia mekanisme pembangkitan energi pada makhluk hidup akan mengarah pada terciptanya pembangkit energi yang secara teknis lebih menjanjikan.

Ini adalah perspektif. Sejauh ini diketahui bahwa penangkapan energi elektron terjadi pada tiga bagian rantai pernafasan dan akibatnya pembakaran dua atom hidrogen menghasilkan tiga molekul ATP. Efisiensi transformator energi semacam itu mendekati 50%. Mengingat bahwa bagian energi yang disuplai ke sel selama oksidasi hidrogen dalam rantai pernapasan setidaknya 70-90%, perbandingan warna-warni yang diberikan pada mitokondria menjadi dapat dimengerti.

Energi ATP digunakan dalam berbagai proses: untuk merakit struktur kompleks (misalnya, protein, lemak, karbohidrat, asam nukleat) dari protein pembangun, untuk melakukan aktivitas mekanis (kontraksi otot), kerja listrik (penampilan dan penyebaran impuls saraf ), transportasi dan akumulasi zat di dalam sel, dll. Singkatnya, kehidupan tanpa energi tidak mungkin, dan segera setelah kekurangan energi, makhluk hidup mati.

Mari kita kembali ke pertanyaan tentang tempat oksigen dalam pembangkitan energi. Sepintas, partisipasi langsung oksigen dalam proses vital ini tampak terselubung. Mungkin akan tepat untuk membandingkan pembakaran hidrogen (dan pembangkitan energi di sepanjang jalan) dengan jalur produksi, meskipun rantai pernapasan adalah jalur bukan untuk merakit, tetapi untuk "membongkar" suatu zat.

Hidrogen adalah asal dari rantai pernapasan. Dari situ, aliran elektron mengalir deras ke titik akhir - oksigen. Dengan tidak adanya oksigen atau kekurangannya, jalur produksi berhenti atau tidak bekerja pada beban penuh, karena tidak ada yang membongkar, atau efisiensi pembongkaran terbatas. Tidak ada aliran elektron - tidak ada energi. Menurut definisi yang tepat dari ahli biokimia terkemuka A. Szent-Gyorgyi, kehidupan dikendalikan oleh aliran elektron, yang pergerakannya diatur oleh sumber energi eksternal - Matahari. Sangat menggoda untuk melanjutkan pemikiran ini dan menambahkan bahwa karena kehidupan dikendalikan oleh aliran elektron, maka oksigen menjaga kelangsungan aliran tersebut.

Apakah mungkin mengganti oksigen dengan akseptor elektron lain, membongkar rantai pernapasan, dan memulihkan produksi energi? Pada prinsipnya, itu mungkin. Ini mudah ditunjukkan dalam percobaan laboratorium. Bagi tubuh untuk memilih akseptor elektron seperti oksigen, sehingga mudah diangkut, menembus ke semua sel dan berpartisipasi dalam reaksi redoks, masih merupakan tugas yang tidak dapat dipahami.

Jadi, oksigen, dengan tetap menjaga kelangsungan aliran elektron dalam rantai pernapasan, dalam kondisi normal berkontribusi pada pembentukan energi yang konstan dari zat yang masuk ke mitokondria.

Tentu saja, situasi yang disajikan di atas agak disederhanakan, dan kami melakukannya untuk menunjukkan dengan lebih jelas peran oksigen dalam pengaturan proses energi. Efektivitas pengaturan tersebut ditentukan oleh pengoperasian peralatan untuk mengubah energi elektron yang bergerak (arus listrik) menjadi energi kimia dari ikatan ATP. Jika nutrisi bahkan di hadapan oksigen. terbakar di mitokondria "dengan sia-sia", energi panas yang dilepaskan dalam kasus ini tidak berguna bagi tubuh, dan kelaparan energi dapat terjadi dengan semua konsekuensi selanjutnya. Namun, kasus ekstrim dari gangguan fosforilasi selama transfer elektron di mitokondria jaringan hampir tidak mungkin dan belum pernah ditemui dalam praktik.

Jauh lebih sering terjadi kasus disregulasi produksi energi yang terkait dengan suplai oksigen yang tidak mencukupi ke sel. Apakah ini berarti kematian langsung? Ternyata tidak. Evolusi diatur dengan bijak, meninggalkan margin kekuatan energi tertentu ke jaringan manusia. Ini disediakan oleh jalur bebas oksigen (anaerobik) untuk pembentukan energi dari karbohidrat. Efisiensinya, bagaimanapun, relatif rendah, karena oksidasi nutrisi yang sama dengan adanya oksigen memberikan energi 15-18 kali lebih banyak daripada tanpa oksigen. Namun, dalam situasi kritis, jaringan tubuh tetap layak justru karena pembangkitan energi anaerobik (melalui glikolisis dan glikogenolisis).

Penyimpangan kecil ini, yang menceritakan tentang potensi pembentukan energi dan keberadaan suatu organisme tanpa oksigen, merupakan bukti tambahan bahwa oksigen adalah pengatur proses kehidupan yang paling penting dan keberadaan tidak mungkin tanpanya.

Namun, yang tidak kalah pentingnya adalah partisipasi oksigen tidak hanya dalam energi, tetapi juga dalam proses plastik. Kembali ke tahun 1897, rekan senegaranya yang luar biasa A. N. Bach dan ilmuwan Jerman K. Engler, yang mengembangkan posisi "pada oksidasi lambat zat dengan oksigen aktif", menunjuk ke sisi oksigen ini. Untuk waktu yang lama, ketentuan ini dilupakan karena terlalu banyak minat para peneliti pada masalah partisipasi oksigen dalam reaksi energi. Baru pada tahun 1960-an pertanyaan tentang peran oksigen dalam oksidasi banyak senyawa alami dan asing kembali diangkat. Ternyata, proses ini tidak ada hubungannya dengan pembentukan energi.

Organ utama yang menggunakan oksigen untuk memasukkannya ke dalam molekul zat teroksidasi adalah hati. Dalam sel hati, banyak senyawa asing dinetralkan dengan cara ini. Dan jika hati tepat disebut sebagai laboratorium untuk menetralkan obat dan racun, maka oksigen dalam proses ini diberi tempat yang sangat terhormat (jika tidak dominan).

Secara singkat tentang lokalisasi dan pengaturan alat konsumsi oksigen untuk keperluan plastik. Di membran retikulum endoplasma, menembus sitoplasma sel hati, terdapat rantai pendek transpor elektron. Ini berbeda dari rantai pernapasan yang panjang (dengan sejumlah besar pembawa). Sumber elektron dan proton dalam rantai ini adalah NADP tereduksi, yang terbentuk di sitoplasma, misalnya, selama oksidasi glukosa dalam siklus pentosa fosfat (karenanya, glukosa dapat disebut sebagai mitra penuh dalam detoksifikasi zat). Elektron dan proton ditransfer ke protein khusus yang mengandung flavin (FAD) dan darinya ke tautan terakhir - sitokrom khusus yang disebut sitokrom P-450. Seperti hemoglobin dan sitokrom mitokondria, itu adalah protein yang mengandung heme. Fungsinya ganda: mengikat zat teroksidasi dan berpartisipasi dalam aktivasi oksigen. Hasil akhir dari fungsi kompleks sitokrom P-450 dinyatakan dalam fakta bahwa satu atom oksigen memasuki molekul zat teroksidasi, yang kedua - ke dalam molekul air. Perbedaan antara tindakan akhir konsumsi oksigen selama pembentukan energi di mitokondria dan selama oksidasi zat retikulum endoplasma terlihat jelas. Dalam kasus pertama, oksigen digunakan untuk pembentukan air, dan dalam kasus kedua, untuk pembentukan air dan substrat teroksidasi. Proporsi oksigen yang dikonsumsi dalam tubuh untuk keperluan plastik bisa 10-30% (tergantung pada kondisi jalannya reaksi yang menguntungkan).

Mengajukan pertanyaan (bahkan secara teoritis murni) tentang kemungkinan mengganti oksigen dengan unsur lain tidak ada artinya. Mengingat jalur pemanfaatan oksigen ini juga diperlukan untuk pertukaran senyawa alami terpenting - kolesterol, asam empedu, hormon steroid - mudah untuk memahami sejauh mana fungsi oksigen meluas. Ternyata mengatur pembentukan sejumlah senyawa endogen penting dan detoksifikasi zat asing (atau, seperti yang sekarang disebut, xenobiotik).

Namun, perlu dicatat bahwa sistem enzimatik retikulum endoplasma yang menggunakan oksigen untuk mengoksidasi xenobiotik memiliki beberapa biaya, yaitu sebagai berikut. Terkadang, ketika oksigen dimasukkan ke dalam suatu zat, senyawa yang lebih beracun terbentuk daripada yang asli. Dalam kasus seperti itu, oksigen bertindak sebagai kaki tangan dalam meracuni tubuh dengan senyawa yang tidak berbahaya. Biaya semacam itu berubah menjadi serius, misalnya, ketika karsinogen terbentuk dari prokarsinogen dengan partisipasi oksigen. Secara khusus, komponen asap tembakau yang terkenal, benzpyrene, yang dianggap sebagai karsinogen, sebenarnya memperoleh sifat ini ketika dioksidasi di dalam tubuh untuk membentuk oxybenzopyrene.

Fakta di atas membuat kita memperhatikan proses enzimatik yang menggunakan oksigen sebagai bahan bangunan. Dalam beberapa kasus, perlu dikembangkan tindakan pencegahan terhadap metode konsumsi oksigen ini. Tugas ini sangat sulit, tetapi perlu dicari pendekatan untuk mengarahkan potensi oksigen pengatur ke arah yang diperlukan tubuh dengan bantuan berbagai metode.

Yang terakhir ini sangat penting ketika oksigen digunakan dalam proses yang "tidak terkendali" seperti oksidasi peroksida (atau radikal bebas) dari asam lemak tak jenuh. Asam lemak tak jenuh adalah bagian dari berbagai lipid dalam membran biologis. Arsitektur membran, permeabilitasnya, dan fungsi protein enzimatik yang membentuk membran sangat ditentukan oleh rasio berbagai lipid. Peroksidasi lipid terjadi baik dengan bantuan enzim atau tanpa enzim. Pilihan kedua tidak berbeda dengan oksidasi lipid radikal bebas dalam sistem kimia konvensional dan membutuhkan adanya asam askorbat. Partisipasi oksigen dalam peroksidasi lipid, tentu saja, bukan cara terbaik untuk menerapkan sifat biologisnya yang berharga. Sifat radikal bebas dari proses ini, yang dapat diprakarsai oleh besi besi (pusat pembentukan radikal), memungkinkan dalam waktu singkat untuk menyebabkan kerusakan tulang punggung lipid membran dan, akibatnya, kematian sel.

Bencana seperti itu dalam kondisi alami, bagaimanapun, tidak terjadi. Sel mengandung antioksidan alami (vitamin E, selenium, beberapa hormon) yang memutus rantai peroksidasi lipid, mencegah pembentukan radikal bebas. Namun demikian, penggunaan oksigen dalam peroksidasi lipid, menurut beberapa peneliti, memiliki beberapa aspek positif. Dalam kondisi biologis, peroksidasi lipid diperlukan untuk pembaharuan diri membran, karena peroksida lipid adalah senyawa yang lebih larut dalam air dan lebih mudah dilepaskan dari membran. Mereka digantikan oleh molekul lipid hidrofobik baru. Hanya kelebihan dari proses ini yang menyebabkan keruntuhan selaput dan perubahan patologis pada tubuh.

Saatnya mengambil stok. Jadi, oksigen adalah pengatur terpenting dari proses vital, digunakan oleh sel-sel tubuh sebagai komponen yang diperlukan untuk pembentukan energi dalam rantai pernapasan mitokondria. Kebutuhan oksigen untuk proses ini disediakan secara berbeda dan bergantung pada banyak kondisi (pada kekuatan sistem enzimatik, kelimpahan substrat dan ketersediaan oksigen itu sendiri), tetapi bagian terbesar oksigen dihabiskan untuk proses energi. Oleh karena itu, "upah layak" dan fungsi jaringan dan organ individu dalam kasus kekurangan oksigen akut ditentukan oleh cadangan oksigen endogen dan kekuatan jalur pembangkitan energi bebas oksigen.

Namun, sama pentingnya untuk memasok oksigen ke proses plastik lainnya, meskipun ini menghabiskan sebagian kecil saja. Selain sejumlah sintesis alami yang diperlukan (kolesterol, asam empedu, prostaglandin, hormon steroid, produk metabolisme asam amino yang aktif secara biologis), keberadaan oksigen sangat diperlukan untuk netralisasi obat dan racun. Dalam kasus keracunan zat asing, orang mungkin dapat berasumsi bahwa oksigen lebih penting untuk plastik daripada untuk tujuan energi. Dengan mabuk, sisi aksi ini menemukan penerapan praktisnya. Dan hanya dalam satu kasus, dokter harus memikirkan cara memasang penghalang konsumsi oksigen di dalam sel. Kita berbicara tentang penghambatan penggunaan oksigen dalam peroksidasi lipid.

Seperti yang bisa kita lihat, pengetahuan tentang kekhasan pengiriman dan konsumsi oksigen dalam tubuh adalah kunci untuk mengungkap gangguan yang terjadi dalam berbagai kondisi hipoksia dan taktik yang tepat untuk penggunaan terapeutik oksigen di klinik.

Fakultas Rekayasa Kebun Binatang Akademi Pertanian Moskow. Situs tidak resmi

Mari kita coba menutup mulut kita, mencubit hidung kita dan berhenti bernafas untuk sementara waktu. Hanya dalam beberapa detik saja, kita sudah merasa bahwa kita sangat membutuhkan nafas dalam-dalam. Setiap sel dalam tubuh kita membutuhkan oksigen setiap detiknya. Oksigen adalah bagian dari udara. Ini secara langsung mempengaruhi kerja semua organ tubuh kita dan metabolisme yang dilakukan di dalamnya.

Mengapa oksigen dibutuhkan?

Tanpa oksigen, kita tidak akan bisa mendapatkan energi yang diperlukan untuk hidup kita dari makanan. Semakin banyak energi yang dihabiskan seseorang untuk suatu aktivitas, semakin banyak oksigen yang dia butuhkan untuk memulihkan biaya tersebut. Karena alasan ini, kita bernapas lebih sering dan lebih dalam saat kita melompat, berlari, atau melakukan, misalnya senam.

Apa itu trakea?

Selama penghirupan, udara pertama masuk ke laring, lalu ke tenggorokan - trakea. Trakea diatur dengan sangat cerdik: saat kita menelan sesuatu, ia menutup dengan penutup tipis sehingga remah makanan tidak masuk ke paru-paru.

Bagaimana bronkus dan paru-paru diatur?

Trakea manusia bercabang menjadi tabung lebar yang disebut bronkus. Konsekuensi terkecil dari bronkus adalah bronkiolus. Bronkus mengarah ke paru-paru - kanan dan kiri. Paru-paru itu sendiri terdiri dari sejumlah besar vesikel kecil (alveoli) dan secara visual mirip dengan 2 spons besar.

Bagaimana pernapasan terjadi?

Saat seseorang menarik napas, paru-paru mengembang dan alveoli mendapat kesempatan untuk mengisi udara segar. Darah yang mengalir melalui pembuluh menyerap oksigen dan membawanya ke seluruh sel tubuh. Sebagai gantinya, darah memberikan akumulasi karbon dioksida ke alveoli. Itulah yang kita hembuskan.

Mengapa lebih baik bernapas melalui hidung?

Lebih baik bernapas melalui hidung. Faktanya adalah bahwa di saluran hidung udara dibersihkan, dihangatkan hingga suhu yang dibutuhkan dan memperoleh kelembapan yang optimal. Jika seseorang bernapas melalui mulutnya, maka ia menderita pilek atau penyakit lainnya. Fakta yang terkenal adalah bahwa orang yang tidak terbiasa bernapas melalui hidung lebih cenderung sakit, lebih cepat lelah, dan memiliki kemampuan kerja yang rendah. Selama gerakan intens, lebih baik menarik napas melalui hidung, dan menghembuskan napas melalui mulut.

Mengapa udara tercemar berbahaya?

Udara yang kita hirup harus bersih. Diketahui bahwa setelah menyiram halaman dan jalan, jumlah debu berkurang setengahnya. Jika Anda menghirup udara yang tercemar, maka sirkulasi otak, metabolisme, kerja organ dalam Anda memburuk dengan tajam, kelesuan dan suasana hati yang tertekan muncul. Selama tidur, udara bersih sangat penting.

1. Dalam organisme uniseluler, sel melakukan semua fungsi yang melekat pada organisme hidup apa pun. Sebutkan fungsi-fungsi ini 2. Kehidupan dalam organisme multiseluler Dunia organisme hidup sangat beragam. Namun, perwakilan dari berbagai kerajaan dunia organik memiliki sifat yang sama. Pilih tanda,

karakteristik: A - untuk tanaman; B - binatang; B - semua yang hidup
organisme:
1 - memiliki struktur seluler;
2 - memakan bahan organik siap pakai;
3 - membuat zat organik dalam proses fotosintesis;
4 - saat bernafas, mereka menyerap oksigen dan melepaskan karbon dioksida;
5 - terdiri dari zat anorganik dan organik;
6 - sel mengandung plastida dan vakuola dengan getah sel;
7 - mampu metabolisme dan energi;
8 - sebagian besar praktis tidak bergerak;
9 - mampu bergerak aktif;
10 - disesuaikan dengan kondisi lingkungan:
11 - produk akhir metabolisme adalah urea;
12 - membran plasma ditutupi dengan dinding sel selulosa;
13 - pertumbuhan yang terbatas secara karakteristik;
14 - sel berisi pusat sel dan vakuola kecil tanpa getah sel.

Bagian apa yang diambil organisme hidup dalam pembentukan batuan sedimen Isi tabel Kapur __________ (organisme hidup apa yang berperan di dalamnya

pendidikan). Batubara _______________ (organisme hidup apa yang ikut serta dalam pembentukannya) \u003d)))

Penyebab kematian organisme hidup dapat berupa: organisme hidup lainnya, penyakit, kekurangan makanan, kondisi kehidupan yang tidak menguntungkan. Apakah mungkin untuk atribut

Atas