Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Cytologia, inaczej biologia komórki - nauka o budowie wewnętrznej i funkcji podstawowej jednostki budulcowej organizmów żywych jaką jest komórka.
sufler
Posty: 58
Rejestracja: 15 kwie 2011, o 15:51

Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: sufler »

Witam.
Mniej więcej rozumiem proces zachodzący w łańcuchu oddechowym. Strumień przemieszczających się w błonie mitochondrialnej elektronów przenosi protony H+ na zewnątrz błony a one powracając napełniają rotor, co daje energię do syntezy cząsteczek ATP. Jednak podczas oddychania komórkowego wydziela się ciepło i zastanawia mnie dlaczego? Skoro energia z rotora wykorzystana jest do utworzenia wiązania wysokoenergetycznego w cząsteczce ATP to skąd bierze się energia uwalniana w postaci ciepła?

Przyznam, że zacząłem się nad tym zastanawiać po ostatnich aferach z tym odchudzaczem DNP. Na anglojęzycznej wikipedii czytam:
(.) DNP acts as a protonophore, allowing protons to leak across the inner mitochondrial membrane and thus bypass ATP synthase. This makes ATP energy production less efficient. In effect, part of the energy that is normally produced from cellular respiration is wasted as heat.
I tego też do końca nie rozumiem. Skoro kanał wytwarza się w innym miejscu, to znaczy, że protony nie płyną przez rotor i nie produkują energii, skąd więc znowu bierze się to ciepło? Jeżeli komórka ma niedobór energii ("energy production is less efficient"), to dlaczego jeszcze to co ma marnuje na podnoszenie temperatury (". is wasted as heat") zamiast spożytkować na procesy życiowe?
AnnaWP
Posty: 3453
Rejestracja: 24 wrz 2010, o 12:58

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: AnnaWP »

Wydajność oddychania to max 40%, spora część energii zawartej w np. glukozie jest tracona w postaci ciepła. Nie da się zrobić tego bez takich strat.

W drugiej części - skoro masz za mało ATP prowadzisz więcej odychania niż zwykle, a to oznacza, że produkujesz więcej ciepła.
sufler
Posty: 58
Rejestracja: 15 kwie 2011, o 15:51

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: sufler »

No dobrze, rozumiem. Dziękuję

A mam jeszcze jedno pytanie, może już nie związane z ciepłem, ale z samym łańcuchem oddechowym. Bo jak te protony H+ sobie tak wędrują na zewnątrz błony i cały czas wracają do środka (czyli tak jakby się nie zużywają) a cały czas przenośniki przynoszą nowe, to nie jest tak, że w pewnym momencie tych protonów będzie za dużo? Mitochondrium ma jakiś sposób na utylizację nadmiaru protonów?
Cymrus03
Posty: 13
Rejestracja: 8 lut 2012, o 19:40

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: Cymrus03 »

Protony chyba tak nie do końca się nie zużywają. Wracają przez białka tunelowe (sprzęgające). Przechodząc przez to białko z dużą prędkością uderza w resztę fosforanową. Dzięki temu powstaje aktywny rodnik fosforanowy. Jest na tyle aktywny, że reaguje z tym co jest dość blisko (a blisko jest ADP) więc powstaje ATP. Następnie wodór łączy się z tlenem i powstaje tzw. woda metaboliczna.
AnnaWP
Posty: 3453
Rejestracja: 24 wrz 2010, o 12:58

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: AnnaWP »

Gdyby stało się ich za dużo, syntaza może działać jak pompa protonowa i wypompować protony. Ale w praktyce to dość ładna równowaga dynamiczna, wchodzą przez przenośniki, a wychodzą syntazą.
sufler
Posty: 58
Rejestracja: 15 kwie 2011, o 15:51

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: sufler »

Hmm no wiem, bo tak na logikę, to jeżeli one są skłonne wracać do wewnątrz mitochondrium, to chyba znaczy, że na zewnątrz jest ich więcej, co nie? Zgodnie z gradientem stężeń. Bo jakby w środku było więcej, to chyba same by nie wracały?
AnnaWP
Posty: 3453
Rejestracja: 24 wrz 2010, o 12:58

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: AnnaWP »

Oczywiście.
Awatar użytkownika
Giardia Lamblia
Posty: 3156
Rejestracja: 26 cze 2012, o 20:19

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: Giardia Lamblia »

Ciepło jest wydzielane podczas przepływu protonów przez kanały białkowe UCP-1 (termogenina - transbłonowe białka wewnętrznej błony mitochondrialnej). W ten sposób większość protonów (wbrew pozorom, sam byłem zaskoczony) jest zużywana do produkcji ciepła, a nie syntezy ATP.
sufler pisze:Mitochondrium ma jakiś sposób na utylizację nadmiaru protonów?
Kompleks III łańcucha oddechowego może adsorbować nadmiar H+ umożliwiając kontrolę pH przestrzeni międzybłonowej.

No i to wytwarzanie ciepła.

+ działanie syntazy o którym pisze AnnaW_UO.
pawelsl
Posty: 307
Rejestracja: 11 maja 2014, o 13:25

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: pawelsl »

Giardia Lamblia pisze:Ciepło jest wydzielane podczas przepływu protonów przez kanały białkowe UCP-1 (termogenina - transbłonowe białka wewnętrznej błony mitochondrialnej). W ten sposób większość protonów (wbrew pozorom, sam byłem zaskoczony) jest zużywana do produkcji ciepła, a nie syntezy ATP.
True, ale termogenina nie występuje zawsze w mitochondriach. U człowieka występuje w śladowej ilości. Jej zadaniem jest właśnie produkcja ciepła i dlatego szczególnie dużo jest jej u zwierząt zapadających w sen zimowy.
Awatar użytkownika
Giardia Lamblia
Posty: 3156
Rejestracja: 26 cze 2012, o 20:19

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: Giardia Lamblia »

pawelsl pisze: U człowieka występuje w śladowej ilości.
Wiadomo, że nie każda komórka musi wytwarzać dużo ciepła, natomiast nie wiem, czy stwierdzenie o śladowych ilościach nie jest nadinterpretacją.
pawelsl
Posty: 307
Rejestracja: 11 maja 2014, o 13:25

Re: Dlaczego oddychanie komórkowe wydziela ciepło?

Post autor: pawelsl »

Za Wikipedią.

Thermogenin (called uncoupling protein by its discoverers and now known as uncoupling protein 1, or UCP1)[1] is an uncoupling protein found in the mitochondria of brown adipose tissue (BAT).

Tkanka tłuszczowa brunatna jest charakterystyczna dla ssaków hibernujących, u człowieka występuje szczątkowo i o to mi chodziło .
ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości