难道这种工业场面存在于我们的机体中吗?细胞中的这些“机器”从哪儿来?质子又来自哪里?难道这些类似超市转门的设备数以百万计地“住”在我们体内?
随后葡萄糖进入细胞,在那里一分为二,然后以这种形式(被称为丙酮酸盐)进入线粒体。
线粒体是大部分生物体(动物、植物、真菌)细胞不可或缺的组成部分。一种说法是,线粒体曾以独立的机体形式存在,不在我们体内,因此至今仍保留着自己独特的(线粒体)基因组。也就是说,人体的每个细胞中都有这种有着独特基因组的物质!但曾几何时,还在古时,它们曾与我们的细胞融合在一起,为将食物转化为能量提供保障。这种合作富有成效,对两种机体都有利,被称为“共生”,延续至今。
这样一来,(在三羧酸循环中)葡萄糖的一部分——丙酮酸盐进入线粒体后,被逐步氧化。
线粒体内不远处有烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD,简称辅酶I),其形成过程中氧化产生的能量引发质子分解。
MISiS理论物理和量子技术教研室工作人员谢尔盖·阿基莫夫解释称:“质子以水为介质在线粒体中移动。众所周知,水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。除水分子内部的化学键外,这些原子还与邻近水分子形成较弱的联系,被称为氢键。线粒体膜表面附近的水分子内部化学键比较特别,因为一面是水,一面是膜。而膜附近的氢键则是另外一回事,数量和结构都不同。质子正是以它们为‘轨道’沿线粒体膜向前推进。我们的研究显示,质子‘喜欢’这种结构,它不会深入叶粒体内部,而是沿膜高速移动。”
这样一来,质子就被“俘获”,用来形成人体最主要的能量分子——ATP。ATP为我们的所有动作提供能量,维持恒定体温。它是万能的“蓄电池”,可为细胞内发生的大多数反应提供能量。这样一来,蛋白质、碳水化合物、脂肪的合成、鞭毛和纤毛的运动、物质运输、细胞排泄就有了保障。ATP分解会释放我们所需的能量。
以上基础研究成果帮助科学家进一步了解细胞能量产生的普遍机制,为药理学开启广阔前景。这一成果可用于研制解毒药剂,预防甲亢等相关疾病。产生这些疾病时,线粒体中会聚集解偶联物质——脂溶性的弱酸,造成质子渗漏,从而减少ATP的总体合成。俄罗斯科学家的新发现为从细胞入手如何恢复能量指引了方向。