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内分泌,代谢性疾病
气体与代谢的关系
发布时间:2016-11-03 09:29 来源:弘皓电子科技 阅读:
气体与物质能量代谢
物质和能量代谢不仅是生命的特征表现,而且是生命活动的核心形式。一般情况下,人们比较重视物质和能量在这些生物过程中要性,在这些生物过程中,各种气体居于至关重要的地位。
能量代谢是指人体与外界环境之间的能量交换和人体内能量转移的过程。能量代谢是伴随着物质代谢过程进行的,人体生命活动所需能量来自食物中含有丰富能量的糖类,脂肪和蛋白质。能量代谢比较典型的代表是植物细胞内叶绿体内发生的光合作用和动物植物细胞线粒体内发生三羧酸循环和氧化磷酸化过程。

光合作用即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和碳反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。光合作用过程中二氧化碳和硫化氢属于原料,氧气和氢气属于产物,作为原料的重要性可以理解,作为产物的氧气恰好是线粒体能量代谢最重要的原料,氢气也可以被其他细菌作为原料产生更复杂的物质,例如甲烷。如果没有二氧化碳,则大部分植物的光合作用因为缺乏基本原料而无法进行。
三羧酸循环是糖,脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢途径,三羧酸循环的起始物乙酰CoA,不但是糖氧化分解产物,它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢,因此三羧酸循环实际上是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路,估计人体内2/3的有机物是通过三羧酸循环而被分解的。经过三羧酸循环,从各种能量物质糖、脂肪和蛋白经过前期代谢来源的乙酰CoA,经过脱羧基作用产生二氧化碳,经过脱氢作用给供氢体提供氢原子,后者通过氧化磷酸化过程和氧气反应产生水。因此,在细胞内物质能量的整体是首先产生二氧化碳,然后消耗氧气,当然这些过程是同时进行,并没有绝对意义上的先后。例如当氧气缺乏时,细胞将迅速改变能量代谢模式,进行效率很低的无氧代谢。因此,氧气时需氧生物物质代谢的重要基础。能量物质经过氧化磷酸化和三羧酸循环过程也可以产生大量ATP,给细胞各类功能提供能量。显然,氧化磷酸化和三羧酸循环中,氧气和二氧化碳具有重要的意义,特别时氧气作为代谢底物时需氧生物物质能量代谢的重要条件。

其实除上述作为代谢物质参于的气体外,还有许多可以影响上述代谢过程的气体调节分子,例如一氧化碳、一氧化氮和硫化氢对氧化磷酸化过程有重要调节作用。当然除对代谢过程的影响以外,上述气体对血压、心律、神经、内分泌和免疫等等功能有非常广泛和重要的调节作用。几乎每个气体都成为医学生物学领域的独立研究方向。

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