Тканевое (внутриклеточное) дыхание

Тканевое дыхание — это процесс биологического окисления в клетках и тканях организма.

Биологическое окисление происходит в митохондриях. Внутреннее пространство митохондрий окружено двумя мембранами — наружной и внутренней. На внутренней мембране, имеющей складчатое строение, сосредоточено большое количество ферментов. Поступающий в клетку кислород затрачивается на окисление жиров, углеводов и белков. При этом освобождается энергия в наиболее доступной для клеток форме, прежде всего в форме АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. Ведущее значение в окислительных процессах имеют реакции дегидрирования (отдача водорода).

Синтез АТФ осуществляется при миграции электронов от субстрата к кислороду через цепь дыхательных ферментов (флавиновые ферменты, цитохромы и др.) Освобождающаяся энергия накапливается в форме макроэргических соединений (например, АТФ), а конечными продуктами реакций становятся вода и диоксид углерода.

Наряду с окислительным фосфорилированием кислород может использоваться в некоторых тканях по типу непосредственного внедрения в окисляемое вещество. Такое окисление называется микросомальным, ибо происходит в микросомах — везикулах, образованных мембранами эндоплазматического ретикулума клетки.

Ткани и органы имеют разную потребность в кислороде: интенсивнее поглощают кислород из крови головной мозг, особенно кора больших полушарий, печень, сердце, почки. Меньше потребляют кислорода в состоянии покоя клетки крови, скелетные мышцы, селезенка. При нагрузке потребление кислорода возрастает. Например, при тяжелой мышечной работе скелетные мышцы потребляют больше кислорода в 40 раз, сердечная мышца — в 4 раза (в расчете на 1 г ткани).

Даже в пределах одного органа потребление кислорода может резко отличаться. Например, в корковой части почек оно интенсивнее, чем в мозговой части, в 20 раз. Это зависит от строения ткани, плотности распределения в ней кровеносных капилляров, регуляции кровотока, коэффициента утилизации кислорода и ряда других факторов. Следует помнить, что чем больше клетки будут потреблять кислорода, тем больше образуется продуктов обмена — диоксида углерода и воды.