Sự hô hấp mô bào (Ôxy hóa hoàn nguyên sinh học)

Sự hô hấp mô bào
(Ôxy hóa hoàn nguyên
sinh học)


1. Khái niệm chung
1.1. Định nghĩa về sự oxy hoá hoàn
nguyên sinh học

Quá trình cháy, tức là oxy hoá được
người ta chú ý từ lâu. Chính nhờ quá
trình này mà từ các vật phẩm hữu cơ
năng lượng tiềm tàng được giải phóng ra
để dùng vào các nhu cầu sống của cơ thể
sinh vật.
Trước thế kỷ XVIH, người ta cho rằng
những chất cháy được đều có chứa một
chất tưởng tượng "Flogiston". Nhưng đến
năm 1756 Lômônôxốp căn cứ vào hiện
tượng tăng trọng lượng kim loại sau khi
đốt, đã nêu ý kiến cho rằng có một chất
nào đó của không khí liên kết với vật bị
cháy. Chất dự đoán này chính là oxy
được Lavoaziê tìm ra năm 1774. ông
khẳng định rằng "sự cháy là quá trình
liên kết của nhiên liệu với oxy không
khí'.
Quá trình oxy hoá hoàn nguyên sinh học
là một quá trình bao quát của thế giới vô
cơ và hữu cơ. Bản chất của quá trình này

theo quan điểm hiện đại là quá trình trao
đổi điện tử giữa các chất tham gia phản
ứng. Chất cho điện tử gọi là chất bị oxy
hoá hay chất khử còn chất nhận điện tử
gọi là chất oxy hoá hay chất được hoàn
nguyên.
Vậy theo quan điểm hiện đại quá trình
oxy hoá hoàn nguyên sinh học bao gồm
các ý sau:
- Quá trình oxy hoá hoàn nguyên là sự
trao đổi điện tử giữa các chất. Chất cho
điện tử là chất bị oxy hoá hay chất khử
oxy, chất nhận điện tử là chất oxy hoá
hay chất được hoàn nguyên.
Oxy hoá và hoàn nguyên là hai quá trình
tiến hành song song đồng thời, nên nếu
có chất bị oxy hoá phải có chất được
hoàn nguyên và phản ứng phải gọi là oxy
hoá hoàn nguyên mới đủ nghĩa.
1.2. Sự khác nhau giữa sự cháy và hô
hấp mô bào
Khi nghiên cứu sự cháy của các chất hữu
cơ đến dạng CO
2
và H
2
O Lavoazie đã
nêu lên được điểm giống nhau của sự
cháy và sự hô hấp mô bào ở động vật. Cả
hai quá trình đều thu O

2
và thải CO
2
,
H
2
O. Người ta quan niệm thức ăn là
nhiên liệu của cơ thể và phổi là "lò đốt
các nhiên liệu đó.
Nhưng giữa sự cháy và sự hô hấp mô
bào có những điểm khác nhau:
* Sự cháy ngoài mô bào
- Kết hợp trực tiếp với O
2
không khí.
- Năng lượng kích động cao (hoá học).
- Có ngọn lửa và toả nhiệt nhiều cùng
một lúc.
* Sự cháy bên trong tế bào.
Kết hợp gián tiếp với O
2
không khí.
Các phản ứng xảy ra từ từ có sự tham gia
của phân tử enzym nên năng lượng kích
động thấp.
- Phản ứng xảy ra trong điều kiện nhiệt
độ hầu như không thay đổi (thân nhiệt
37
0
C), ở môi trường nước, áp suất 0,7 -

0,8AT, không có ngọn lửa. Năng lượng
giải phóng triệt để được tích luỹ vào ATP
để sử dụng dần dần.
Khi nghiên cứu nguồn gốc của CO
2
và
H
2
O trong cơ thể động vật (máu động
mạch và tĩnh mạch), người ta thấy nơi
phát sinh chủ yếu của chúng là các mô
bào, chứ không phải phổi như ban đầu
tưởng lầm. Chính mô bào là nơi tiêu thụ
chủ yếu oxy và sản sinh nước, thán khí.
Vì vậy trong sinh hoá học xuất hiện khái
niệm về sự hô hấp mô bào, tức là khái
niệm về trao đổi khí, về oxy hoá vật chất
hữu cơ ở mô bào.
Quá trình này có tầm quan trọng rất lớn
vì thông qua nó cơ thể sinh vật mới thu
được năng lượng cần thiết cho hoạt động
sống.
1.3. Các thuyết về oxy hoá hoàn nguyên
* Thuyết Peroxyd của Ba-khơ
Năm 1897 nhà bác học Ba-khơ (Nhà sinh
học Nga) đã đề ra thuyết Peroxyd hoặc
thuyết hoạt hoá oxy.
Theo thuyết này thì phân tử oxy (O-O)
ngoài tự nhiên ở dạng trơ kém hoạt động.