Индекс активности участника

Постараемся разобраться, действительно ли можно провести аналогию между биологическим окислением и подобными процессами в топливных элементах, и если эта аналогия существует, то может ли большая энергетика чему-либо научиться у маленькой клетки?

У некоторых живых организмов, например, бабочек и пауков, существует аналогичная система дыхательных трубочек-трахей, по которым кислород поступает непосредственно к органам дыхания. Если бы на нашей планете атмосфера состояла из чистого кислорода, то дыхательные трубочки-трахеи могли бы удовлетворить потребности и более крупных организмов (по мере расходования кислорода в трахеи поступали бы его новые порции). Однако кислород занимает лишь пятую часть воздуха нашей планеты, а остальные приходятся на азот. По этой причине, если дыхание интенсивное, а трубка длинная, весь кислород расходуется, и трахея оказывается заполненной азотом. Нужен какой-то более эффективный механизм. У более высокоорганизованных животных кислород поступает к тканям с гемоглобином, это в десятки раз увеличивает транспортные возможности жидкости. Например, в крови человека с гемоглобином связано примерно в 100 раз больше кислорода, нежели растворено в самой жидкости. Несмотря на это, возможности гемоглобина как транспортного средства большинству техников должны показаться очень скромными. Так, 1 молекула гемоглобина при самых благоприятных обстоятельствах может перенести 4 молекулы кислорода, но поскольку гемоглобин - это белок с молекулярной массой 64000 даль-тон, а молекулярная масса кислорода всего 32 дальтона, то оказывается, что полезная нагрузка составляет всего одну пятисотую. Ситуация примерно такая же, как если бы человек, весящий 80 килограммов, поехал в гости на сорокатонном паровозе! Обычно же ситуация еще хуже - в реальных условиях полезная нагрузка составляет одну тысячную или еще меньше. Выручает лишь быстрая оборачиваемость - в организме человека эритроцит в среднем за одну минуту успевает три раза загрузиться кислородом в легких и отдать его тканям.

21.05.2024

Сложные предложения

Гемоглобин, как известно, не просто растворен в крови, ко находится в красных кровяных тельцах - эритроцитах. Для этого есть определенные основания. Дело в том, что кровь содержит 14-16 процентов гемоглобина, и если бы это был обычный раствор, то образовалась бы густая вязкая масса, которую очень трудно было бы протолкнуть по кровеносным сосудам. Благодаря же красным кровяным шарикам, каждый из которых представляет собой как бы каплю сгущенного гемоглобина, кровь сохраняет и достаточную подвижность и высокую способность связывать кислород.

Скандальному генетику Хван У Суку предъявлено обвинение Стволовые клетки — корейская подделка Хван У Сук до ноября 2005 года носил титул главного ученого и считался национальным героем страны, создавшим стволовые клетки из клонированного... → Отозванная статья уже была процитирована 13 раз (данные онлайн-базы данных по цитированию Web of Science). В ней описывается ряд экспериментов, в частности «сшивки» кровеносных сосудов старых и молодых мышей. Ученые пытались показать таким образом, что возрастные изменения во взрослых кроветворных стволовых клетках можно регулировать извне, добиваясь их «омолаживания».

21.05.2024

Встроенный запуск словаря

Это очень важный этап биологического окисления. Здесь химическая энергия самых разнообразных органических соединений почти без потерь передается водоро- ду, то есть превращается в такую форму, которая может утилизироваться как энергетической системой клетки, так и топливным элементом. Если знание каких-либо механизмов биологического окисления может принести пользу большой энергетике, то это относится прежде всего к тому, как всю химическую энергию топлива передать водороду.

Важное преимущество таких биологических источников энергии состоит также в том, что они не только используют возобновляемые источники сырья, но и не загрязняют окружающую среду, так как включаются в природный кругооборот веществ значительно легче, чем любой другой источник энергии, кроме, может быть, Солнца. Схема топливного элемента. Молекулы газообразного водорода на водородном электроде распадаются на ионы (Н+) и электроны (е-), которые сообщают электроду отрицательный заряд. На кислородном электроде молекулы газообразного кислорода, реагируя с водой и забирая электроны от электрода, сообщают ему положительный заряд, при этом образуются ионы гидроксила (ОН ). По проводу, соединяющему оба электрода, течет тон, который используется для выполнения полезной работы. Схема топливного элемента Схема клеточного дыхания Схема клеточного дыхания. Из пищи (белков, жиров, углеводов) на предварительном этапе образуются дву-углеродные фрагменты (ацетилы), которые, сгорая, превращаются в угольную кислоту и водород, подсоединенный к переносчику (НАД. Н:). При этом почти вся химическая энергия передается водороду. На следующем этапе (в дыхательной цепи) водород распадается на водородный ион и электрон, который с помощью фермвн. та цитохромоксидазы присоединяется к кислороду с образованием иона гидроксила. При движении электрон? по дыхательной цепи синтезируются нужные организму богатые энергией вещества - макроэрги, как видим, у клеточного дыхания и топливного элемента немало общего. Схема гипотетического устройства, использующего биологический метод получения водорода для топливных элементов. Живая клетка, которая находится в анаэробных (бескислородных) условиях, тем не менее выполняет свою обычную работу - генерирует водород за счет распада пищевых веществ и воды. Специальное вещество (например, молочная кислота), способное проходить через клеточные оболочки, переносит этот водород к водородному электроду топливного элемента. Остальные процессы идут так же. как в классическом водородно-кислородном элементе.

21.05.2024

Введена система ученых званий

Скандальному генетику Хван У Суку предъявлено обвинение Стволовые клетки — корейская подделка Хван У Сук до ноября 2005 года носил титул главного ученого и считался национальным героем страны, создавшим стволовые клетки из клонированного... → Отозванная статья уже была процитирована 13 раз (данные онлайн-базы данных по цитированию Web of Science). В ней описывается ряд экспериментов, в частности «сшивки» кровеносных сосудов старых и молодых мышей. Ученые пытались показать таким образом, что возрастные изменения во взрослых кроветворных стволовых клетках можно регулировать извне, добиваясь их «омолаживания».

Российская академия наук оказалась вовлеченной в крупный скандал Чистой воды обман В уходящем году высшая научная организация Российской Федерации Российская академия наук оказалась вовлеченной в очень неприятный скандал. Ряд членов... → Авторов у второй работы (опубликованной в Blood) только двое — Маяк и Уэйджерс. Она посвящена роли клеток костной ткани в регулировке кроветворных стволовых клеток. «В результате внутренней проверки работы, проведенной старшим автором (Уэйджерс), возникли опасения в недостоверности некоторых опубликованных данных», — говорится в сообщении журнала Blood. «Работа по проверке продолжается и сейчас. Blood будет постоянно информировать своих читателей о ее результатах», — добавляет редакционная коллегия.

21.05.2024