Човешката електростанция – как храната става енергия

Всяка наша клетка представлява цех, пълен с машини, например стругове. Тези стругове са монтирани в мембраните на митохондриите - микроскопични енергийни центрове, произвеждащи "човешкия бензин".

Те пък служат за производството на АТФ (аденозинтрифосфат) – това е „човешкият бензин", чрез който работи целият ни организъм. Стотици трилиони митохондрии всяка секунда „бучат“ от „рева“ на устройства, задвижвани с протонна тяга. В микроскопична дупчица попада фосфат, който постъпва в контейнер, където придобива нови химически свойства от електрическия ток на протоните. След това се излива в маркуч, по който постъпва вътре в митохондрията и се съединява с други фосфати, за да се образува молекулата на АТФ.

Нима тази „промишлена картина" може да бъде част от нашия организъм? И откъде са тези „стругове“ в нашите клетки? Как там се озовават протони? И нима устройствата, която напомнят въртящи се врати в супермаркетите, могат да съществуват вътре в нас в милионни бройки?

Всички тези въпроси и отговорите на тях се родиха у микробиолози и биофизици, които искаха да разберат как поеманата от човека храна се превръща във вещество, снабдяващо с енергия всеки наш мускул.

Цикълът на преобразуване е толкова сложен, че представянето му в подробности ще изисква цяла книга. Но накратко това изглежда по следния начин. Сдъвканата храна попада в корема, където е подложена на различни видоизменения, което предполага по-нататъшното й всмукване.

Преработката на храната продължава в тънкото черво под въздействието на различни хранителни ферменти. Там става превръщането на въглехидратите в глюкоза и разграждането на липидите и белтъците. След това глюкозата попада в клетката. Тя се разпада наполовина на две части (те се наричат пирувати) и в този си вид попада в митохондрията.

Митохондрията е задължителна част от клетките на повечето живи организми – животни, растения, гъби. Те осигуряват преработването на храната в енергия. Този процес се нарича симбиоза.

Попадайки в митохондрията, пируватите или двете части на глюкозата се окисляват. Недалеч от митохондрии плува молекулата никотинамидадениндинуклеотид (NAD). Енергията от окисляването при преминаването в тази молекула предизвиква отделянето на протона. Така в края на целия този сложен процес от преобразувания възниква същият този протон, който е необходим са синтеза на молекулата АТФ.

Изследването е дело на руски учени от НИТУ "МИСиС", които са го разработили в сътрудничество със своите австрийски колеги от Института по биофизика към Университета „Йохан Кеплер“ в град Линц.

БГНЕС