Mitochondria

1. Mitochondria دورة الطاقة فى الخلايا الحية

2. Mitochondria الميتوكوندريا • 1- هي عضيات سابحة في بروتوبلازم الخلايا حقيقية النواة سواء النباتية أو الحيوانية • 2- يقوم مقامها في بعض الخلايا أولية النواة انثناءات أو تحورات خاصة في الغشاء الخلوي تمتد إلى داخل الخلية تسمىMesosomes or Chondroids • Flemming من مشاهدتها وعزلها لأول مرة من عضلات الحشرات سنة 1857 ثم وصفها Kollicker – تمكن3 • سنة 1882 • المتخصصة لصبغ هذه العضيات(Janus green “B”) سنة 1877 من اكتشاف الصبغة Altmann 4- استطاع • أي الخيط الحبيبي.Mitochondria تسميتها بالميتوكوندريا Benda ثم اقترح Bioblasts وأطلق عليها اسم • لصبغها وأوضح تفاعلات الأكسدة (Janus green “B”) من استخدام صبغة Michaelis 5- سنة 1900 تمكن • التي تتم فيها. • من اكتشاف الحبيبات الكبيرة والتي تحتوي على إنزيمات الأكسدة. Warburg 6- تمكن • .Krebs Cycle دورة كربس Hans Krebs 7- تمكن • وريبوسومات تمكنها من صنع البروتينات الخاصة بها.DNA 8- يوجد بالميتوكوندريا مادة وراثية • وظيفة الميتوكوندريا: • استخلاص الطاقة المخزنة فى المواد الغذائية من خلال دورة كربس Krebs cycle • اى هى محولات الطاقة فى الخلية اللازمة لمختلف النشاطات الكيموحيوية والفسيولوجية فى خلايا الكائن الحى ذات التنفس الهوائى

3. Origin of mitochondria • تنتج من نمو وانقسام الميتوكوندريا الموجودة اصلا فى الخلية ، • الانقسام بطريقة الانشقاق او الانشطار الثنائى Binary fission وذلك بحدوث تخصر فى منتصف الميتوكوندريا وتأخذ شكل الكرتين الملتصقتين ← Dumbbell← Pinch off كرتين تنمو الى ميتوكوندريا جديدة • الميتوكوندريا الضخمة او الطويلة Giant mitochondriaهى عملية التحام Fusion لااكثر من عضيه ميتوكوندريا توجد فى عضيات الطيران لبعض الحشرات • الميتوكوندريا تجدد محتواها خلال 20 يوم تقريبا حيث تستبدل المكونات البروتينية والدهنية • تحتوى الميتوكندريا على مادة وراثية DNA) وريبوسومات ) تمكنها من تكوين بعض بروتيناتها • الغى الاعتقاد بان الميتوكوندريا كانت مستقلة المنشأ وحدث اصابة للخلية بها • وجدوا Promitochondria فى بيض بعض الحيوانات وفى بذور بعض بذور النباتات وتنمو مع نمو العضيات الاخرى

4. Ultrastructure of mitochondria • تتكون من غشائين inter and outer membranes بينهما فراغ Inter membrane space • ينثني الغشاء الداخلي عدة ثنيات يعرف كل واحدة منها بالثنية Crista)). تعمل على زيادة السطح الداخلي للميتوكوندريا. تحمل على سطحها الداخلى كريات تحتوى على Oxiditive phosphorylation enzymes • المادة الرائقة : هى عبارة عن مادة متجانسة تحتوى على انزيمات krebs cycleوبها شريط من الـDNA و Mitochondrial ribosomes • يسمح الغشاء الخارجى بمرور الايونات والماء والسكر وكثيرا من المواد الاخرى، بينما الغشاء الداخلى لا يسمح الا بمرور المواد التى وزنها الجزيئى اصغر من 100 دالتون، يحتوى على Carriersتيسر مرور بعض المواد مثل ATP , ADP

6. التركيب الكيميائى للميتوكوندريا • تمثل الدهون 25- 30% من وزنها الجاف واكثرها Phospholipids • تمثل البروتينات 65 – 70% من وزنها الجاف • يشكل ال DNA 0,5 % من وزنها الجاف • Matrixيتكون من 50% من وزنه بروتين تشمل انزيمات دورة كربس • يحتوى الغشاء الداخلى على مختلف الانزيمات الخاصة بالسلسلة التنفسية التى تنتظم بترتيبات محددة ويتصل بها F1- ATPase الذى يلعب دورا هاما فى فسفرة ADP الى ATP • اى الميتوكوندريا هى حقيبة انزيمية

7. Energy Cycle in living cells دورة الطاقة في الخلايا الحية وتستطيع أصباغ الكلوروفيل في البلاستيدات الخضراءPhotons - تنطلق الطاقة من الشمس على هيئة فوتونات للنباتات وحبيبات البناء الضوئي المحمولة على صفائح البناء الضوئي في الطحالب الخضراء المزرقة والأصباغ البكتيرية في بعض أنواع البكتريا اقتناص واحتجاز الطاقة الضوئية وتحويلها الى طاقة كيميائية في الروابط الكيميائية للمواد الغذائية الناتجة من عمليات البناء الضوئي والنواتج الأيضية الأخرى. وبدون الشمس ستنعدم الحياة لانعدام مصدر الطاقة. تنقسم الخلايا والكائنات الحية الى مجموعتين بالنسبة للميكانيكية التي يتم عن طريقها استخلاص الطاقة من خلال عملياتها الأيضية: Autotrophy 1- ذاتية التغذية تستطيع هذه المجموعة تحويل المواد الأولية (ثاني اكسيد الكربون والماء) في وجود ضوء الشمس وأصباغ البناء الضوئي عن طريق عملية البناء الضوئي الى مركبات عضوية مثل سكر الجلوكوز في النباتات الخضراء ومنه تشتق جميع المركبات العضوية الأخرى (البروتينات والدهون والكربوهيدرات المعقدة). Heterotrophy 2- مختلطة التغذية وتشمل جميع الكائنات الحية التي لا تملك آلية البناء الضوئي وتحصل على غذائها من المواد العضوية المنتجة من النباتات أو من كائنات أخرى حيوانية أو ميكروبية وتشمل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات.

8. الطاقة الكيميائية المحتجزة في جزيئات المركبات العضوية عن طريق الاحتراق في وجود الأكسجين وتدعى عملية الاحتراق في الكائنات الحية تنفس أو أكسدة والتنفس يشمل الهوائي واللاهوائي ومن أهم نواتج التنفس الهوائي الماء وثاني اكسيد الكربون والطاقة. تنفس الكائنات الحية عبارة عن احتراق للمواد العضوية داخل الخلايا الحية وهو يشبه الى حد ما الاحتراق الفيزيائي ولكنه منظم ويتم وفق الحاجة الفسيولوجية للخلية الحية ويحفزه عدد كبير من الانزيمات المتخصصة. استخدامات الطاقة الحيوية: 1- تصنيع مواد جديدة (بروتينات, دهون, كربوهيدرات وغيرها) يمكن استخدامها في عمليات التجديد والإنقسام والنمو وغيرها م العليات المستهلكة للطاقة. 2- انجاز عمليات ميكانيكية مثل الحركة الدورانبة للسيتوبلازم أو التقلصات العضلية وغيرها. 3- القيام بعملية النقل النشط ضد التحدر في التركيز. 4- المحافظة على جهد الأغشية لما له في التوصيل والنقل في الأعصاب أو انتاج اختلاف في الشحنات الكهربية بين جهتي الغشاء. 5- الافراز الخلوي بجميع أنواعه. 6- انتاج طاقة مشعة كما في بعض الكائنات الحية. Cellular metabolism الأيض الخلوي يشمل أيض الخلية التالي: 1- جميع التفاعلات الكيموحيوية الفردية. 2- السلاسل التي تشترك في فيها هذه التفاعلات الكيموحيوية. 3- العلاقات التي تربط بين سلاسل التفاعلات المختلفة. 4- جميع الميكانيكيات التي تنظم التفاعلات المختلفة.

9. تنقسم التفاعلات الكيموحيوية التي تتم في الخلايا الحية الى قسمين رئيسيين: تنقسم التفاعلات الكيموحيوية الى قسمين رئيسيين: • Energy – producing (Exergonic) reaction • Energy -consuming (Endergonic) reaction وهي تشمل تحويل المواد الأولية الى نواتج نهائية بفعل انزيمات محفزة ومعظم هذه التفاعلات تكون على هيئة سلاسل تنقسم السلاسل الايضيةMetabolic pathways الى قسمين رئيسيين: • Catabolic pathways (Degradative) يتم عن طريقها تحلل مادة التفاعل الاولية الى وحدات صغيرة او بسيطة التركيب وغالبا يصحبها انتاج طاقة • Anabolic pathways (Synthetic) يتم عن طريقها زيادة تعقيد التركيب اى تتألف من اكثر من مادة تتألف مع بعضها البعض على حساب طاقة : أوضحت الدراسات الكيموحيوية والتحليلية والتركيبية بكل دقة الأجزاء الخلوية المتخصصة لحدوث تفاعلات السلاسلالأيضية ويمكن عزلها وإجراء الدراسات عليها مثلا توجد الانزيمات الضرورية لتفاعلات الأحماضالكربوكسيليةالثلاثية أو ما يعرف بدورة كربس في عضيات الميتوكندريا بينما توجد التفاعلات التي تعمل على بناء الإستريودات توجد مرتبطة بالشبكة الاندوبلازمية الناعمة والأحماض الدهنية يتم اكسدتها في الميتوكندريا وبنائها في سيتوبلازم الخلية وغير ذلك من الامثلة.

10. التقنيات المستخدمة للتعرف على الخطوات المتخصصة فى السلسلة الايضية • Marker and tracer techniques (radioactive isotopes) • Enzyme techniques • Use of enzyme inhibitors and enzyme – deficient cells

11. ايض الكربوهيدرات Carbohydrate metabolism • جميع الخلايا سواء البكتيرية والطحلبية والفطرية والنباتية أو الحيوانية تهدم المركبات الكربوهيدراتية (سكر الجلوكوز)بنفس الطريقة الي تسمى تحلل الجلوكوز glycolysis وبنفس الإنزيمات وغض النظر عما اذا كانت الخلية هوائية أو لا هوائية التنفس. • يعتمد تنفس الخلية على تحلل الجلوكوز ولذا ينقسم التنفس الى قسمين: • التنفس اللاهوائي Anaerobic respiration (fermentation) • هو تحلل الجلوكوز اللاهوائي ويوصف أيضا بالتخمر fermentationوهو لايتطلب اكسجين لذلك فالطاقة المنطلقة منه منخفضة لعدم تحلل الجلوكوز الى ماء وثاني اكسيد الكربون. • ب- التنفس الهوائي Aerobic respiration • يحتاج هذا النوع من التنفس الى اكسجين وتكون النتيجة تحول سكر الجلوكوز الى ماء وثاني اكسيد الكربون وتنطلق منهطاقة تخزن في مركب.ATP

12. Anaerobic respiration تحلل الجلوكوز اللاهوائي وهو تحلل الجلوكوز لا هوائيا (في غياب الأكسجين) من جزيء يحتوي على ستة ذرات من الكربون الى جزيئين يحتوي كل منهما على ثلاث ذرات من الكربون يعرف بحمض اللكتيك, أو الى جزيئين يحتوي كل جزيء على ذرتين كربون (كحول ايثيلي) و2 جزيء ثاني اكسيد الكربون, وذلك حسب نوع الخلية الحية التي تحلل سكر الجلوكوز. ويتم ذلك عبر سلسلة تتألف من عشرة انزيمات بحيث يتحول في نهايتها سكر الجلوكوز الى البيروفيت ومنه يمكن الحصول على حمض اللكتيك أو الكحول الذي يعتبر وقود دورة كربس والتنفس الهوائي فيوجود الأكسجين Acetyl Co-enzyme أو . Mesosomesويتم ذلك في الميتوكوندريا أو الميسوسوم Aerobic respiration التنفس الهوائي يقصد به سلسلة التفاعلات التي يتم عن طريقها تحلل المادة العضوية (سكر الجلوكوز مثلا) الى ثاني اكسيد الكربون والماء في وجود الأكسجين وتتم هذه العملية في مرحلتين. المرحلة الأولى في السيتوبلازم والمرحلة الثانية في الميتوكوندريافي الخلايا حقيقية النواة أو في الميسوسومات في البكتريا C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O :ويلخص كما يلي وينطلق من هذا التنفس كمية كبيرة من الطاقة تقدر بحوالي 687 كيلو كالورى بالمقارنة مع التنفس اللاهوائي الذي ينتج كمية قليلة من الطاقة تقدر بحوالي 58 كيلو كالورى.

13. علاقة الميتوكوندريا بإنتاج الطاقة تتحلل معظم المواد الأيضية في سيتوبلازم الخلية إلى جلوكوز وهذا بدوره يتحلل عن طريق تحلل الجلوكوز , يستهلك منها جزيئان ويبقى ستة ATP وما يعادل ثمانية جزيئات من ال Pyruvic acid مكونا حمض البيروفيك .NADH أربعة منها في صورة حمض البيروفيك لا يمكن دخوله الى الميتوكوندريا لذلك يمر بخطوات تحضيرية تشمل : NADHالى NAD+ -أكسدته واختزال Pyruvate dehydrogenaseوانزيم (Co-enzyme A) A - ونزع ثاني اكسيد الكربون في وجود المرافق وهذا المركب ينفذ عبر الغشاء ويشترك في دورة كربسAcetyl Co-enzyme A وينتج مركب ثنائي الكربون يسمى ويتكون خلال الدورة مركبات وسطية حاملة للطاقة تنقل الى السلسلة التنفسية وبعد تحلل الجلوكوز تصبح المحصلة النهائية 36 جزيء.ATPمنها يشتق كمية اضافية من الطاقة تقدر بثلاثين جزيئا Acetyl Co-enzyme A اضافة الى ذلك فعملية هدم الأحماض الدهنية الى جزيئات ثنائية الكربون الذي يعتبر من وقوددورة كربس b - Oxidation عن طريق ميكانيكية اكسدة الأحماض الدهنية. Matrix تتم هذه العملية في حشوة الميتوكوندريا

14. علاقة الميتوكوندريا بإنتاج الطاقة تتحلل المواد الايضية فى سيتوبلازم الخلية الى جلوكوز يتحلل الجلوكوز عن طريق Glycolysis • Pyruvic acid +8 molecules (ATP) • (4) molecules as NADH • لكى يتمكن حمض البيروفيك من الدخول الى الميتوكوندريا يمر بخطوات تحضيرية تشمل: • Oxidation اكسدته • reduction of NAD+ to NADH • decarboxylation in presence of Co-enzyme A and pyruvate dehydrogenase to produce • Acetyl Co-enzyme A يمر عبر غشاء الميتوكوندريا يستهلك جزيئان

15. Carbohydrate Metabolism • السلسلة الايضية لهدم سكر الجلوكوز تسمى Glycolysis Aerobic respiration ُEthyl alcohol +CO2 Anaerobic respiration

16. الطريقة التى يتم بها هدم الجلوكوز واستخلاص الطاقة تعتمد على وجود او على وجود الاكسجين • لذا ينقسم التنفس الخلوى الى: • Anaerobic respiration (glycolysis – fermentation) Lactic acid (3C) or Acetic acid (2C)+2CO2 + low energy(2ATP + 2NADH ≡4ATP = 6 moleculesATP) فى بعض انواع العضلات وخلايا الكبد وخلايا الخميرة • Aerobic respiration (glycolysis –Krebs cycle) H2O + CO2 +E (large quantity in ATP = 36 molecules)

17. مخطط يبين عملية التنفس الخلوى وتكوين الطاقة O2 Hydrogen transfer H2O H+ CO2 Organic molecules Decomposition e-الكترونات ADP ATP Energy transfer

18. Krebs cycle دورة كربس يوجد ثلاث عمليات رئيسية يجب أن تؤخذ في الاعتبار بالنسبة لدورة كربس: أ- تحول جزيئات المواد الغذائية الرئيسية إلى مركب ثنائي الكربون يدعى حمض الخليك الذي يوجد دائما متحدا مع والبعض الآخر يدخل إلى Acetyl Co-enzyme A ويطلق عليهما معا Co-enzyme A الإنزيمي المرافق الدورة مباشرة. دورة كربس وأثناء الدورة يتم انفصال ثاني اكسيد الكربون والماءAcetyl Co-enzyme A ب- يدخل مركب ال إلى FAD+ وNAD+ ليتحول ال Dehydrogenases و ذرات الهيدروجين بواسطة نازعات الهيدروجين في دورة كربس.على التوالي وهذه تعتبر حاملاتالطاقة FADH2 و NADH+H+ NADH و FADH2ج- تنزع ذرات الهيدروجين في أزواج ويصاحب نزعها انتقال الإلكترونات المحملة على عبر سلسلة خطية من مركبات ناقلة للالكترونات تدعى السلسلة التنفسية لنقل الالكترونات وبانتقالها تفقد طاقتها على ومجموعة الفوسفاتADP عن طريق الجمع بين ال ATP مراحل وتستخدم الطاقة المنطلقة في تكوين مركب الطاقة وفي المرحلة Oxidative phosphorylation تسمى الأكسدة الفسفورية ATP غير العضوية. وعملية تكوين ال الأخيرة تنقل الإلكترونات إلى الأكسجين حيث يختزل ويتكون الماء كناتج نهائي. كعربة نقل لإدخال ذرتين من الكربون إلى دورة كربس وأثناء الدورة يتم Acetyl Co-enzyme A يستخدم مركب وآخر من GTP وجزئ واحد من NADH2انطلاق جزئين من ثاني أكسيد الكربون ويتكون ثلاث جزيئات . ويلاحظ أيضا أن هذه المرافقات الإنزيمية تعمل كعربات لنقل الالكترونات من دورة كربس إلى السلسلة FADH2ال التنفسية وفي هذه السلسلة يتم الربط بين انتقال الالكترونات وتكوين مركب الطاقة بواسطة عملية الأكسدة الفسفورية .ATP حيث يتم تزامن أو تزاوج بين انتقال الالكترونات وتكوين

20. حامض البيروفيك Pyrovic acid السيتوبلازم H+ NAD+ CO2 NADH 1 CoA 2 6 4 الـميتوكـونـدريا Acetyl CoA 2 NADH حامض الأكسالوخليك حامض الستريك NAD+ 6 H+ 8 3 • تؤدى الى تكوين جزيئات وسطية ناقلة للطاقة تشتق منها كمية اضافية من الطاقة تقدر بثلاثين جزيئا من ATP • + الكمية الناتجة من تحلل الجلوكوز = 36 جزئ • عملية هدم الاحماض الدهنية الى Acetyl Co-A (وقود دورة كربس) تتم فى ال Matrix عن طريق β -Oxidation CoA 4 دورة كربس Krebs cycle H+ حامض الماليك أيسو ستريت NAD+ 4 H2O 7 NADH CO2 ADP ATP حامض الفيوماريك 5 CO2 4 الفا-كيتوجلوتاريت 6 5 FADH2 H+ NAD+ FAD 2H+ حامض السكسنيك NADH 3 C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 4

21. السيتوبلازم جلوكوز التحلل السكريGlycolsis ATP نظام نقل الإلكترونات Electron transport system 2ATP NADH 4-6 2 حامض البيروفيك 2 التفاعل الانتقالي ATP 6 NADH 2 خلات مرافق إنزيم أ 2 2 CO2 ATP NADH الميتوكوندريا 6 18 دورة كربس 2ATP 4 CO2 ATP FADH2 4 2 ناتج الطاقة ناتج الطاقة O2 H2O ATP + ATP 32-34 4 ATP الناتج النهائي للطاقة(ATP) 36-38

22. Respiratory chain السلسلة التنفسية تعتمد السلسلة التنفسية على مجموعة من إنزيمات الأكسدة والاختزال التي تحفز تفاعلات خاصة تدعى تفاعلات الأكسدة والاختزال وتعمل في أزواج حيث يكون أحد المركبات معطي للالكترونات والآخر مستقبل لها. وعلى هذا الأساس فان الأكسدة يقصد بها فقد الالكترونات من المركب وانتقالها إلى مركب آخر يتم اختزاله. المؤكسدة FAD+ وNAD+وبصفة عامة فالأكسدة الحيوية يتم فيها نقل الالكترونات عبر ذرات الهيدروجين. فمركبات oxidized form وبنقلها إلى السلسلة التنفسية لتعاد أكسدتهاFADH2 وNADH يتم اختزالها في دورة كربس إلى .() وتعود مرة أخرى لتحمل بالالكتروناتH+(أي أنها تفقد الكتروناتها المكتسبة من دورة كربس على هيئة بروتون) Respiratory chain complexes معقدات السلسلة التنفسية يوجد أربع مجموعات من الإنزيمات المعقدة والداخلة في تركيب الغشاء الداخلي للميتوكوندريا وتعمل هذه المجموعات على هيئة سلسلة متتابعة لنقل الالكترونات من مادة الوقود إلى الأكسجين وهي كما يلي: Complex (1) أ- المعقد الأول الناتج NADH وينحصر دوره في نقل الالكترونات من NADH-Co-enzyme-Q-oxidoreducatase يدعى في مرحلة تحلل الجلوكوز في الخلايا الهوائية عن طريق إدخال مكافئ له إلى الميتوكوندريا أو الناتج من بوابة التنفس الموجود كأحد عناصر السلسلة التنفسية.Co-enzyme- Q أو من دورة كربس إلىAerobic gateway Complex (2) ب- المعقد الثاني إلىSuccinate وهذا المعقد الإنزيمي يؤكسد ال Succinate-Coenzyme-Q-oxidoreducatase يدعى .Co-enzyme- Q وتنقل الالكترونات إلى Fumarate Complex (3) ج- المعقد الثالث وهذا المعقد الإنزيمي يستخدم مركب Reduced Coenzyme-Q-Cytochrome C-oxidoreductase يدعى .Cytochrome C المختزل كمادة تفاعل وتنقل الالكترونات منه إلى Co-enzyme- Q

23. Complex (4) د- المعقد الرابع ويعتبر آخر الإنزيمات المؤكسدة ويعمل على نقل الالكترونات من السيتوكروم Cytochrome oxidase يدعى المختزل إلى الأكسجين ويعتبر إيقاف نشاط هذا الإنزيم السبب الأساسي للتسمم بالسيانيد لان السيانيد يمنعه من القيام وبالتالي يتوقف إنتاج الطاقة وتحدث الوفاة كنتيجة نهائية.O2بدوره في نقل الالكترونات إلى Oxidative phosphorylation الأكسدة الفسفورية الأكسدة الفسفورية هي عملية حيوية للحصول على أكبر قدر من الطاقة الايضية وجعلها متاحة في صورة مركب الطاقة الذي يستخدم لانجاز عمليات فسيولوجية في الخلية الحية.ATP في الحالات الطبيعية تتزامن الأكسدة مع الفسفرة وهذا يعني أن الحاجة لإنتاج كمية من الطاقة يتطلب زيادة الأكسدة لمواد الوقود المتاحة وهذه ترتبط بزيادة معدل استهلاك الأكسجين

24. NADH + H+ NAD+ ADP +Pi 2H أكسدة ATP 2H+ اختزال أكسدة 2e- FADH2 2H+ ADP +Pi Coenzyme Q 2H FAD ATP أكسدة اختزال Intermembrane space of Mitochonria Cyt.b اختزال أكسدة Cyt.c1 ADP +Pi اختزال 2e- أكسدة الفراغ بين الغشاء الخارجي والداخلي للميتوكوندريا ATP Cyt.c أكسدة اختزال Cyt.a أكسدة 2H+ اختزال Cyt.a3 اختزال 2e- 2H + O = H2O NADH dehydrogenase

25. السلسلة التنفسية Electron transport chain • هى عملية نزع ذرات الهيدروجين(فى ازواج) من) NADH or FADH2 نواتج دورة كربس) التى يصاحبها انتقال للالكترونات المحملة عليها عبر سلسلة خطية من مركبات ناقلة للالكترونات(مركبات السيتوكرومات التى هى عبارة عن جزيئات تحتوى على ذرات الحديد وإثناء مرور الالكترونات تتحول من الحديدوز الى الحديديك Fe++ Fe+++ , e- ) وبانتقال الالكترونات تفقد طاقتها على مراحل وتستخدم الطاقة المنطلقة فى تكوين مركب الطاقة ATP عن طريق الجمع بين ADP ومجموعة الفوسفات الغير عضوية Pi • فى المرحلة الاخيرة يتم نقل الالكترونات الى الاكسجين ويتكون الماء • تسمى عملية تكوين ATP بالاكسدة الفسفوريةOxidative phosphorylation • Acetyl-Coenzyme Aعربة نقل لادخال ذرتين من الكربون الى دورة كربس • المرفقات الانزيمية NADH or FADH2 تعمل كعربة نقل للالكترونات من دورة كربس الى السلسلة التنفسية • فى هذة السلسلة يتم الربط بين انتقال الالكترونات وتكوين مركبات الطاقة بواسطة Oxidative phosphorylation

26. Lipid metabolism أيض الدهون تحتوي المواد الغذائية على كمية كبيرة من المركبات الكيميائية الدهنية وتشمل: والكولسترولPhospholipids و الفوسفوليبيدات Triglycerides الدهن الطبيعي ويعرف بثلاثي الجليسرايد وبعض المركبات الدهنية الأقل أهمية.Cholesterol يحتوي ثلاثي الجليسرايد و الفوسفوليبيدات على كمية كبيرة من الأحماض الدهنية أما الكولسترول بالرغم من أنه لا يحتوي على حمض دهني إلا أن نواته الأستريولية تبنى من نواتج هدم جزيئات الأحماض الدهنية ولذلك فكثير من خواصه الفيزيائية والكيميائية تشبه الدهون. اهمية الدهون: تستخدم الجليسريدات في امداد خلايا الجسم بالطاقة المطلوبة لمختلف النشاطات الأيضيةوهي تشترك مع المركبات الكربوهيدراتية في هذه الأهمية ومع ذلك فالدهون عامة و الفوسفوليبيدات خاصة و الكولسترول تلعب وظائف هامةأخرى تشمل البناء الهيكلي للأغشية و العضيات و الارتباط مع البروتينات التركيبية والوظيفية مثل الإنزيمات و النواقل و الإنتيجينات و المستقبلات.

27. وأكثر الأحماض الدهنية وجودا في جسم الإنسان هي: • Stearic acid 1- حمض الستريك • وهو حمض يتألف من 18 ذرة كربون (مشبع). • Oleic 2- حمض الأوليك • وهذا يتألف من 18 ذرة كربون (ويحتوي على رابطة مزوجة). • Palmitic acid 3- حمض البلميتيك • وهو يتألف من 16 ذرة كربون (مشبع). • Transport of lipids in the body fluids نقل الدهون في سوائل الجسم • يتم امتصاص الدهون (بعد هضمها في الأمعاء بالسبة للحيوانات الراقية) وانتقالها إلى الليمف, • وأثناء الهضم تتحول الدهون من ثلاثي الجليسرايد إلى أحماض دهنية وأحادي الجليسرايد • , وأثناء مرور الدهون عبر طلائية الأمعاء يتم إعادةتكوين ثلاثي الجليسرايد وتدخل الليمف على هيئة قطيرات • وبعد ساعة من تناول الوجبة تتجمع قطيرات الدهن في البلازما ويعمل إنزيم الـLipase على تحليلها, • وتنقل الدهون عبر الشعيرات الدموية إلى خلايا الأنسجة الدهنية الغنيةبإنزيم.Lipoprotein lipase • تحتوي خلايا بطانة الشعيرات الدموية على إنزيم ليبيز يحلل ثلاثي الجليسرايد مرةأخرى جليسرول و أحماض دهنية, • وتنتشر الأحماض الدهنية إلى الخلايا الدهنية والكبدية ويتم إعادة تكوين ثلاثي الجليسرايد مرة أخرى حيث يتم تزويده • بالجليسرول من العمليات الأيضية في الخلايا, • وقد تخزن الدهون على هيئةثلاثي الجليسرايد في بعض أجزاء الجسم إلى حين الحاجة إليها في عمليات البناء • أو إنتاج الطاقة • 40- 50 %من السعرات الحراريةتشتق من الدهون في بعض الحيوانات.

28. Fatty acid oxidation أكسدة الأحماض الدهنية الخطوة الأولى لأكسدة الأحماض الدهنية تتمثل في تحلل ثلاثي الجليسرايد إلى أحماض دهنية و جليسرول. الذي يدخل سلسلة Glycerol – 3 – phosphate لينتج مركبATP الجليسرول يتم تفاعله إنزيميا في وجود تحلل الجلوكوزويستخدم لإنتاج الطاقة. الأحماض الدهنية تنقل إلى الأنسجة النشطة لأكسدتها واشتقاق الطاقة وجميع الخلايا تستهلك الأحماض الدهنية لإنتاج الطاقة ماعدا خلايا الدماغ حيث تستغل سكر الجلوكوز. Amino acid oxidation أكسدة الأحماض الأمينية لا تستخدم البروتينات في إنتاج الطاقة إلا في حالات نادرة مثل الصيام لمدة طويلة أو الجوع الشديد بسبب نقص الغذاء وفي بعض الحالات المرضية مثل الإصابة بالسكري فان البروتينات تتحول إلى سكر جلوكوز يستخدم في إنتاج الطاقة والكثير منه يخرج في البول ويرجع ذلك لنقص هرمون الأنسولين الذي له دور في تنظيم الأيض الخلوي. يتم هضم البروتينات المعقدة سواء ذات المصدر النباتي أو الحيواني في القناة الهضمية للحيوانات إلى أحماض أمينيه .Amino group (-NH3) وفي الخلايا الحية يتم تأيض الأحماض الأمينية عن طريق نزع مجموعة الأمونيا وتحول مجموعة الأمونيا إلى يوريا يتم التخلص منها, بينما Deamination بواسطة تفاعلات نزع الأمونيا يمكن أن تستخدم كمصدر للطاقة أو بناء الدهون أو Keto acid المجموعة الكربونية الناتجة والتي تكون في صورة الكربوهيدرات.

29. الخلايا الحية تستخدم مختلف المواد العضوية كوقود للتنفس • مختلف المواد العضوية تتخول عبر سلاسل ايضية جانبية الىAcetyl Coenzyme A Carnitine كمادة ناقلة للاحماض الدهنية للميتوكوندريا

30. Summary • تسمى عملية تكوين ATP عن طريق الجمع بين الـ ADP ومجموعة الفوسفات الغير عضوية بالاكسدة الفوسفورية Oxidative Phosphorylation • الاكسدة : هى فقد الالكترون من المركب وانتقالها الى مركب اخر • الاكسدة الحيوية : تيم فيها نقل الالكترونات عبر ذرات الهيدروجين • مركبات NAD+, FAD+المؤكسدة يتم اختزالها فى دورة كربس الى NADH, FADH2 وبنقلها الى السلسلة التنفسية تعاد اكسدتها(اى تفقد الالكترونات المكتسبة من دورة كربس على هيئة بروتون وتعود لها ثانيا لاكتساب الالكترونات) 1- Oxidation : 4H+ + O2 2H2O + Energy 2- Phosphorylation : ADP + Pi  ATP

31. :اكسدة NADH 3 ATP • اكسدة : FADH2  2 ATP • C6HH12O6 + 6O2+ 36 ADP + 36 HPO4-2 + 36 H+  6C02 +36ATP + 42 H2O • الدهون تعتبر مستودع للطاقة