elektrontransportkjeden

Respirasjonskjeden. Sitronsyresyklus og respirasjonskjeden.

Av /Store medisinske leksikon ※.
Lisens: Gjengitt med tillatelse

Respirasjonskjeden. I mitokondriene dannes, ved oksidativ fosforylering, energirike adenosintrifosfatmolekyler (ATP) som er cellenes energikilde til bruk ved de forskjellige former for cellearbeid. Råstoffet er adenosindifosfat (ADP) og uorganisk fosfor (P) fra aktive celler, næringsmolekyler og oksygen fra atmosfæren. Avfallsstoffene CO2 og H2O skilles ut og inngår i plantenes fotosyntese med produksjon av karbohydrater og nye oksygenmolekyler i ett kretsløp.

Av /Store medisinske leksikon ※.
Lisens: Gjengitt med tillatelse

Elektrontransportkjeden er et enzymsystem som omformer energi og forbruker oksygen i cellene.

Faktaboks

Uttale

elektr'ontransporkjeden

Også kjent som
respirasjonskjeden

I celleåndingen oksideres, eller forbrennes, molekyler fra næringsstoffene, som for eksempel glukose, til karbondioksid (CO2) og vann (H2O). Oksidasjonen består imidlertid av mange reaksjonstrinn hvor oksygen ikke inngår. En mer generell definisjon av oksidasjon er derfor en reaksjon der elektroner avgis, mens reduksjon er en reaksjon der elektroner tilføres. Når elektroner passerer fra en substans til en annen, vil givermolekylene bli oksidert, og mottakermolekylene redusert fordi de tilføres en negativ elektrisk ladning. Siden elektroner har energi, vil elektronoverføringer gjennom slike redoksreaksjoner være en viktig form for kontrollert energioverføring i levende organismer. Energien utvikles på en slik måte at den kan kobles til produksjonen av ATP, se oksidativ fosforylering. Elektrontransportkjeden er i dyr og planter lokalisert i mitokondrienes indre membran og består av en sammenkoblet rekke av hydrogen- eller elektronbærere.

Trinnene i elektrontransportkjeden

Hydrogenet fra næringsmidler og metabolitter overføres direkte eller via redusert nikotinamid dinukleotid (NADH) til flavinenzymer i elektrontransportkjeden. Disse reduserer ubikinon (koenzym Q, CoQ), som leverer elektroner videre til oksygen O2, via en serie cytokromer. Derved reduseres O2 og danner vann sammen med protoner (hydrogenioner). Totalt sett foregår dermed en forbrenning av næringsmidlenes hydrogenatomer under stor energiutvikling.

Glukose gjennomgår en forberedende nedbrytningsprosess gjennom flere reaksjonstrinn, glykolyse, som har aktivert eddiksyre (acetat) som sluttprodukt, det vil si eddiksyre bundet til koenzym A. Nedbrytning av fettsyrer fører til samme mellomprodukt. Aktivert eddiksyre inngår deretter i en kjede av stoffskifteprodukter som kalles sitronsyresyklus. Produkter fra sitronsyresyklusen, NADH og FADH2, blir deretter oksidert gjennom elektrontransportkjeden. H er kjemisk symbol for hydrogen. Hydrogenmolekylene blir spaltet til protoner, som har positiv ladning, og til elektroner, som har like stor, men negativ ladning. Elektrontransportkjeden foregår på innermembranen i cellenes mitokondrier. Her er det en ordnet sekvens av elektrontransportmolekyler, blant disse de såkalte cytokrommolekyler, som sørger for at oksidasjonen skjer gjennom ordnede red-oksreaksjoner. Hvert trinn medfører en elektronoverføring inntil det siste trinnet hvor oksygen er den finale elektronreseptoren. De protoner som dannes, pumpes inn i rommet mellom de to mitokondriemembranene, mot en økende konsentrasjonsgradient. Her blir det en høy hydrogenionekonsentrasjon, det vil si en lav pH. Forskjellen i syrekonsentrasjon mellom de to sider av mitokondriemembranen representerer lagret energi. Denne energien utnyttes til oksidativ fosforylering med dannelse av ATP-molekyler. Hvordan det skjer, er ikke kjent i alle detaljer. Generelt kan man si at hvis hydrogenioner skal unnslippe, kan de bare passere gjennom membrankanaler som inneholder enzymkomplekset ATP-syntetase, som katalyserer produksjon av ATP fra adenosindifosfat, ADP, og fosfat (P). For hvert molekyl glukose som brytes ned, gjennom glykolysen, sitronsyresyklus og elektrontransportkjeden, blir det produsert 36 ATP-molekyler.

Omfanget av celleåndingen kontrolleres av tilgjengeligheten av ADP og behovet for ATP til cellenes kjemiske og mekaniske aktiviteter. Som forbrenningsmotor har mennesket en nytteeffekt på omtrent 40 prosent. Den resterende delen av energiomformingen i cellene går til varmeutvikling.

Hemming av elektrontransportkjeden

Elektrontransportkjeden kan hemmes av elektrontransportblokkere, for eksempel rotenon, som brukes til å utrydde fisk og andre dyr i parasittinfiserte elver og vann. Blåsyre blokkerer utnyttelsen av oksygen ved å hemme det siste av cytokromene i elektrontransportkjeden. Andre giftstoffer kan virke ved å redusere konsentrasjonen av hydrogenioner inne i mitokondriene. De øker oksygenforbruket uten at det dannes mer ATP; det produseres varme i stedet.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg