Клеточное дыхание

Клеточное дыхание

Клеточным дыханием называют совокупность протекающих в каждой клетке ферментативных процессов, в результате которых молекулы углеводов, жирных кислот и аминокислот расщепляются в конечном счете до углекислоты и воды, а освобожденная биологически полезная энергия используется на жизнедеятельность клетки.

Биологически полезная энергия представляет собой поток электронов, идущий с более высоких энергетических уровней на более низкие. Происходит это так: под действием фермента от молекулы питательного вещества (углевода, жира, белка) отнимаются протоны (то есть атомы водорода), а вместе с ними и электроны. Этот процесс известен под названием дегидрирования. Отнятые электроны передаются на специальное вещество, которое называется акцептором. Далее другие ферменты отнимают электроны от первичного акцептора и передают их на другой и так далее, пока полностью не израсходуется энергия электрона или не запасется в виде энергии химических связей (аденозинтрифосфат). В конечном счете кислород реагирует с ионами водорода и отдавшими энергию электронами, превращается в воду, которая выводится из организма. Этот поток электронов получил название «электронного каскада». Для большей наглядности его можно представить в виде ряда водопадов, каждый водопад вращает турбину – отдает энергию, пока не отдаст ее полностью. На самом верху «вода» – пищевое вещество, от которого будут отниматься электроны и протоны (субстрат), а внизу – «отработавшая вода» – электроны и протоны с пониженной энергетикой, соединенные с кислородом (вода), и то, что остается от субстрата, – которая подлежит выделению.

Теперь рассмотрим этот же процесс с позиции деструктуризации (энтропии, то есть распада). Каждая молекула пищевого вещества имеет свою собственную пространственную структуру. При дегидрировании тот или иной фермент может отщепить лишь определенные атомы водорода, занимающие определенное пространственное положение в молекуле. В результате ряда таких последовательных отщеплений вещество со сложной структурой разрушается до простых составляющих. Энергия связи, освобождаясь, используется нашим организмом на собственное укрепление: поддерживает собственные структуры белков, жиров, углеводов и т. д. Таким образом, деструктуризируя пищевые вещества, организм поддерживает на стабильном уровне структуры собственного тела.

Если пища уже была ранее деструктурирована (термическая обработка, солка, сушка, рафинизация, измельчение и т. д.), то нашему организму достанется гораздо меньше энергии, заключенной в оставшихся пространственных связях. Поэтому мощь питания заключается не в калориях, а в структуре пищи. Продолжительность жизни зависит не от сытой пищи, а от структурированной.

Итак, клеточное дыхание представляет собой процесс выработки электронов, то есть электроэнергии. Э. Болл сделал расчеты, показывающие, сколько электрической энергии вырабатывается в организме при расщеплении субстратов до воды и углекислого газа. Исходя из потребления кислорода организмом взрослого человека в состоянии покоя (264 см³/мин), а также того факта, что каждый атом кислорода для образования молекулы воды требует двух атомов водорода и двух электронов, Болл подсчитал, что в каждую минуту во всех клетках тела с молекул усвоенных питательных веществ в процессе биологического окисления на кислород переходит 2,86 ? 1022 электронов, то есть суммарная сила тока достигает 76 ампер. Это внушительная величина: ведь через обычную 100?ваттную лампу проходит ток лишь около 1 ампера.

Переходу электронов с субстрата на кислород соответствует разность потенциалов 1,13 вольта; вольты, помноженные на амперы, дают ватты, так что 1,13 ? 76 = 85,9 ватта.

Таким образом, мощность потребления человеческим организмом приблизительно равна мощности, потребляемой стоваттной электролампой, однако при этом в организме используются значительно большие токи при значительно меньших напряжениях.

Исходя из вышеизложенного, уясним для себя роль каждого вещества в жизненном процессе. Питательные вещества служат для построения структур нашего тела, а подвергшиеся деструктуризации – дают нам энергию в виде электронов. Конечные продукты деструктуризации питательных веществ: вода дает нам среду для протекания жизненных процессов; углекислый газ является регулятором жизненных процессов (изменяет кислотно-щелочное равновесие, активирует генетический аппарат клетки, влияет на усвоение кислорода организмом). Кислороду, потребляемому при дыхании, отводится скромная роль выводить из организма электроны с пониженным энергетическим потенциалом в виде продуктов конечного звена деструктуризации: углекислого газа и воды.

С позиции биогенных элементов углерод (18 %) является связкой, которая соединяет кислород (70 %) и водород (10 %). Не азот, а углерод является фундаментом жизни, поэтому организм всеми силами стремится к его сохранению, ориентируя весь дыхательный процесс на стабильное сохранение углерода в виде углекислого газа и других его соединений. Уменьшение в организме углерода и его соединений сразу же сказывается на всех жизненно важных процессах, вызывая массу заболеваний.

Вот так осуществляется третья ступень дыхания – клеточное дыхание. Причем наибольшее количество углекислого газа получается при приеме углеводистой пищи, а наименьшее – от жирной и белковой.