Mitohondrija čudesna podmornica na kvantni pogon

Mitohondrija liči na malu podmornicu koja se kreće kroz unutrašnjost ćelije. U nju ulaze djelimično prcesuirani molekuli glukoze + kiseonik a iz nje izlazi voda, ugljen dioksid i što je najvažnije energija zapakovana ATP molekule. Ona je glavni snabdijevač ćelije energijom i bez nje nebi postojali složeni višećelijski organizmi. Pošto je ključni energetski proces koji se odvija untuar mitohondrije kvantne prirode možemo slobodno reći da je to mala podmornica na kvantni pogon

Porijeklo mitohondrije

U ranoj fazi evolucije svi organizmi na planet su bili jednočelijski koji su se međusobno otimali za energiju. Mitohondija je bila bakterija koja je imala tip DNK koji omogućava ekstremno veliku brzinu evolucije i uspjela da razvije mehanizam za kompletno razbijanje molekula glukoze na vodu i ugljen vodonik pri čemu je stvarala više ATP molekula nego što su joj bili potrebni.

U nekom momentu mitohondrija je napala ćeliju koja je imala DNK sličan današnjem ljudskom. Taj tip DNK molekula ima superiorne evolucione karakteristike ali nije bio sposoban da dovoljno brzo kodira potpuni raspad molekula glukoze.

Čelija sa takvin DNK kodom je samo djelimično razgrađivala glukozu i odbacivala je kao nusprodukt dijelove molekula glukoze koji su u sebi sadrži većinu energije Za mitohondriju je to bio idealan besplatan izvor energije tako da se više nije borila protiv ćelije domaćina nego joj se prilagodila.

Za ćeliju domaćina je to bila veoma dobra situacija jer je sada od mitohondrije dobijala mnogo više energije nego što je sama uspijevala da stvori bez nje

To je bio ključni momenat u evoluciji koji je omogućio stvaranje višećeliskjih organizama jer za to treba veoma velika količina energije

Pošto je mitohondrija imala sposobnost brze evolucije to je bila opasnost za ćeliju domaćina pa je ona u svoj DNK ugradila 99% DNK genetskog koda mitohondrije i tako je spriječila da se dalje mijenja

Evolucija nije uspijela da replicira i ponovo proizvede proteine koji su ključni element elektronskog transportnog lanca u mitohondriji. Tih nekoliko proteina razbija atom vodonika na poyitivno naelektrisani proton i negativno naelektrisani elektron preko kvantnog fenomena koji se zove kvantno tunelisanje. Ti proteini se nalaze jedino i samo na ulazu u elektronski transportni lanac u mitohondriji i njihov genetski kod je zapisan samo u DNK mitohondrije Taj kod kvantnog tunela dužine manje od 3000 znakova je osnov svakog života na planeti. Zbog toga mitohondiju nazivam podmornicom na kvantni pogon što ona u istinu i jeste.

Mitohondrija i energija

U mnogo knjiga koje pišu eksperti iz oblasti metabolizma se navodi da je mitohondrija organela koja stvara energiju koja je potrebna ćeliji za njeno funkcionisanje

To NIJE TAČNO

Energiju u Sunčevom sistemu stvara jedino proces fuzije dva atoma vodonika u jedan atom helijuma koji se dešava duboko u Sunčevom jezgru.

Ta novo stvorena energija u obliku fotona putuje godinama iz Sunčevog jezgra do površine i onda za 8 minuta stiže do planete Zemlje

Kvante energije na zemljinoj površini *zarobi* biljka u procesu razbijanja molekula vode na atom kiseonika i dva atoma vodonika u čijim se elektronskim orbitama "krije" dio energije iz "zarobljenih" kvanta

Tu energiju procesu foto sinteze biljka smješta u njen finalni proizvod molekul glukoze.

Molekul glukoze se koristi kao mali akumulator energije kojeg je lako transpoortovati do mitohondrije u kojoj se energija oslobađa hemijskim reakcijama.

Dakle mitohondrija NE PROIZVODI energiju nego je samo nizom hemijskih reakcija prebacuje iz molekula glukoze u molekul ATP koji je glavna i izvršna baterija za napajanje energijom SVIH procesa unutar ćelije

Krebsov ciklus

Krebsov ciklus je niz hemijskih reakcija koje razbijaju molekul glukoze na vodu, ugljen dioksid i atome vodonika. Ove reakcije se uglavnom odvijaju unutar mitohondrije. Tako dobijeni atomi vodonika se isporučuju na ulaz elektronskog transportnog lanca koji dalje energiju iz vodonika šalje u molekule ATP - finalne nosače energije.

Elektronski transport

Kvantni tunel u mitohondriji

Na ulazu u transportni lanac za elektrone dolazi atom vodonika u kojem se krije energija koja ce se prebaciti u ATP molekul

Prvi korak je najvazniji - odvojiti proton od elektrona u atomu vodonika i to bez utroska energije !!!

To se vrši preko procesa koji se zove kvantno tunelisanje u uskoj cjevčici na unutrašnjoj membrani mitohondrije

Komplikovano zvuči ali se radi o jednostavnom procesu

Sučtina je u dualnoj prirodi elektrona - on može biti čestica ili talas - ali ne istovremeno!!!

Elekron stalno osciluje izmedju ta dva stanja: čestice koja ima masu i energetsko polje koje nema masu!

Trik kod kvantnog tunelisanja je u tome čto je u energetsko polje veće od prečnika cjevčice kroz koju prolazi proton

Kada elektron iz stanja energetskog polja prelazi u stanje koncentrisane mase nije unaprijed poznato na kojoj poziciji će se pojaviti kao čestica. To je ona čuvena Šrodingerova mačka.

To znači da se u nekom momentu masa elektrona može pojaviti NA SPOLJNOJ STRANI cjevčice elektronskog transportnog lanca mitohondrije!

Tog momenta atom vodonika puca i dijeli se na proton unutar cjevčice i elektron van nje tako da je efekat isti kao da je elektron prošao kroz neki tunel. Najbolje u svemu ovome je to da je elektron zaista i prošao kroz "tunel" na neprobojnom zidu molekula od kojih se sastoji cjevčica ali u momentu kad nije bio u stanju mase nego u stanju energetskog polja,

Iako je jednostavno ne znači da je lako izvodljivo. Priroda je u procesu evolucije samo jednom uspijela da razvije ovaj mehanizam.

Ovaj efekat kvantnog tunela je osnov svakog života.

ATP Synthase Najmanja mašina u kosmosu

Na kraju elektronskog transportnog lanca nalazi je jedna mala elektro-mehanička nano mašina - najmanja mašina u kosmosu! Ta mašina ima rotacioni dio - turbinu zelene boje na unutrašnjoj membrani mitogondrije koje pokreću protoni smješteni između dvije membrane i trodjelna žuto-naradžasta "kliješta" koja naizmjenično otvara i zatvara turbina

Turbina nije mehanička nego električna i sastoji se od pozitivno naelektisanih amino kiselina koje se odbijaju od protona koji prolaze kroz nju po dejstvom napona u među membranskom sloju mitohondrije.

U kliješta dolaze molekuli ADP i OP i kliješta ih spoje u jedan molekul ATP kjoji u sebi sada sadrži dio energije koju su protoni predali turbini - prikazani kao žuti molekuli koji izlijeću iz kliješta. Čudo bio-tehnike! Tu energiju u molekulu ATP ćelija koristi za sve svoje energetske potrebe

Na donjoj slici je prikazana ista nano masina i tu se vidi tok protona kroz turbinu na lijevoj strani i tok ADP+OP na ulazu i ATP na izlazu iz trodjelnih žuto-naradžastih "kliješta"

Klijesta spajaju 3 molekula ATP = ADT+OP u jednom obrtaju. Ovaj proces je veoma brz i efikasan. Svaki molekul ADP biva u prosjeku recikliran oko 400 puta dnevno tj svake 3 do 4 sekunde!

ATP molekul i energija

Na ovoj animaciji je prikazan proces spajanja ADP molekula sa molekulom fosfora. To je moguce samo ako se dovodi energija. To je magični dio procesa u kojem se mehanička energija iz "kliješta" prebacuje u energiju sakrivenu u molekulu ATP.

Štetni efekti fruktoze

Oksidaconi udar

Pošto ljudi ne posjeduju mehanizam za regulaciju brzine metabolizma fruktoze ona se praktično trenutno procesira unutar jetre Jedna od poslijedica procesa obrade fruktoze je potpuno raspadanje molekula ATP i samim tim i ADP molekula Ako se konzumira veća količina rafinirane fruktoze recimo jedna limenka CocaCole dolazi do značajnog smanjenja broja ADP molekula unutar ćelija jetre.

To dovodi do zaustavljanja protoka elektrona kroz elektronski transportni lanac jer nema dovoljno ADP molekula na kraju lanca koju su receptori energije.

Medjutim Krebsov ciklus za to za sada ne zna.

Regulator intenziteta odvijanja Krebsovog ciklusa je odnos broja molekula ATP-ADP. Ako je taj odnos veliki tj. ima mnogo ATP a malo ADP molekula proces oksidacije se usporava i obratno.

Kako se tokom proceas raspadanja fruktoze uništavaju ATP i ADP molekuli taj signal je nevalidan i pogrešan i ne dovodi do usporenja rada Krebsovog ciklusa.

Zbog toga se Krebsov ciklus vrti još dugo vremena i kada nije potreban i lansira veliki broj molekula vodonika koji neće imati šansu da se potpuno oslobode energije u procesu normalne oksidacije.

To stvara gomilu elektrona na ulazu u elektronski transportni lanac koji ne mogu da predaju svoju energiju na izlazu iz lanca.

Ti suvišni elektroni neplanirano i nepravilno predaju energiju nekom od "slučajnih prolaznika" atoma kiseonika koji je dio neke amino kiseline i koji su se u tom momentu slučajno našli u blizini ulaza u elektronski transportni lanac.

Tako se stvaraju čuveni slobodni radikali - energetski nestabilna jedinjenja - koja oštećuju svaki drugi molekul sa kojim dođu u dodir. Tako stvoreni neželjeni hemijski spoj vodonika i kiseonika se zove peroksid i ekstremno je agresivan.

Kao ilustracija štetnosti slobodnih radikala ovde je data slika upotrebe peroksida za ćišćenje u domaćinstu. Obratite pažnju neophodne su rukavice zbog velike agresivnosti peroksida!

To su agresivna i neregularna jedinjenja vodonika i kiseonika koja se nijesu kompletirala proces oksidacije i u njima ostaje zarobljena velika količina energije

Problem je što se broj slobodnih radikala u slučaju kada se Krebsov ciklus vrti a ETC je blokiran POVEĆAVA 40 PUTA !!!

Tada svi postojeći anti-oksidirajući molekuli bivaju brzo utrošeni i nakon toga NE POSTOJI nikakva prirodna zatita od štetnih efekata slobodnih radikla

Režim rada sa cestim zaustavljanja protoka elektrona kroz elektronski transportni lanac proteina u membrani mitohondrije je veoma štetan za nju.

Do naglog prekida toka elektrona dolazi u slučaju jakog fruktoznog udara na jetru tj. nakon uzimanja veće količine fruktoze posebno u tečnom obliku

Ova situacija izaziva brza ostećenja proteina od kojih je sačinjen elektronski transportni lanac i mitohondrija postaje sve manje efikasna.

Ova dvostruka šteta - smanjenje broja raspoloživih ATP molekula i smanjenje efikasnosti mitohondrije ima teške negativne poslijedice na ćeliju jetre

Poslijedica ove dvostruke štete je veliki energetski deficit unutar ćelija jetre koji izaziva usporenje svih procesa.

U ekstremnom slučaju kada deficit energije postane suviše veliki ćelija sama prelazi na proceduru auto-destrukcije