اقرأ في هذا المقال
الفسفرة المؤكسدة هي العملية التي يتم من خلالها اقتران تخليق ATP بحركة الإلكترونات عبر سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا والاستهلاك المرتبط بالأكسجين، وهذه العملية هي الأكثر كفاءة لتخليق ATP، حيث تولد ما يقرب من 36 جزيء ATP لكل جزيء جلوكوز، مقارنة بجزيئي ATP المتولدين أثناء تحلل السكر.
ما هي الفسفرة التأكسدية
يتم تعريف الفسفرة التأكسدية (OXPHOS) على أنها سلسلة نقل الإلكترون مدفوعة بأكسدة الركيزة المقترنة بتخليق ATP من خلال التدرج الكهروكيميائي للغشاء، وقد كانت ميتوكوندريا قلب الأبقار هي النظام المفضل للتوصيف الهيكلي لمجمعات OXPHOS حقيقية النواة، لأنه يمكن تنقيتها بكميات كبيرة نسبيًا.
الفسفرة المؤكسدة في السلسة التنفسية
تحفز السلسلة التنفسية للميتوكوندريا أكسدة جزيئات الوقود وتنقل الإلكترونات إلى الأكسجين الجزيئي مع نقل الطاقة المصاحب إلى ثلاثي فوسفات الأدينوزين (الفسفرة المؤكسدة)، وتنتج السلسلة التنفسية ATP من ثنائي فوسفات الأدينوزين والفوسفات غير العضوي باستخدام الطاقة من الإلكترونات المنقولة من نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد (NADH) أو فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد.
يتكون كل مركب من 4-35 بروتينًا فرديًا، وباستثناء المركب الذي يتم ترميزه فقط بواسطة الجينات النووية، يتم ترميزه بواسطة الحمض النووي أو الحمض النووي للميتوكوندريا (الموروثة فقط من الأم عن طريق وراثة الميتوكوندريا)، وتؤدي العيوب في أي من هذه المجمعات أو أنظمة التجميع إلى حماض لبني مزمن، ويفترض أنه بسبب تغيير في حالة الأكسدة المختزلة مع زيادة تركيزات NADH.
علاقة الفسفرة المؤكسدة في طاقة الدماغ
استقلاب طاقة الدماغ مرادف لمعدل الفسفرة المؤكسدة لـ ADP إلى ATP في الميتوكوندريا، ويتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة (ATPase) من النوع F الذي يحركه البروتون في الغشاء الداخلي لأعراف الميتوكوندريا، والذي سمي باسم مكتشفها (Ephraim (“F”) Racker، والمعروف الآن باسم (ATP synthase)، على الرغم من أهمية هذه العملية للفهم الكامل لوظيفة الدماغ، إلا أن تنظيم الفسفرة المؤكسدة في الدماغ في الجسم الحي لا يزال غير مفهوم جيدًا.
عينت فرضية “شبه التوازن” لإريسينسكا وشركائه توليد التدفق للتفاعل الذي لا رجوع فيه بين الأكسجين والسيتوكروم ج، ومن ثم إلى توتر الأكسجين وتشبع الإلكترون ودرجة انخفاض السيتوكروم ج، وتشير حالة التوازن القريب إلى سلسلة نقل الإلكترون بأكملها وتفاعل تخليق ATP، مع استثناء مهم لتفاعل سيتوكروم سي أوكسيديز.
أخيرا، تُعرف الفسفرة المؤكسدة أيضًا باسم سلسلة نقل الإلكترون، ويتضمن التفاعلات التي تؤدي إلى تخليق ATP من ADP+ Pi. يمكن أيضًا توليد الحرارة عندما ينفصل إنتاج ATP عن السلسلة التنفسية.
