Энгельгардт и тайна дыхания
В 1929 году кафедру биохимии в Казанском университете возглавил Владимир Александрович Энгельгардт. Ещё в первой половине 1920-х годов он начал изучать роль фосфорной кислоты в процессах обмена веществ в организме. Для своих исследований Владимир Александрович выбрал эритроциты из крови птиц. Почему? Эти клетки оказались идеальными для изучения, так как имели простую структуру, обладали активным дыханием и содержали много АТФ.
Для справки: АТФ (аденозинтрифосфат) — это главная «энергетическая валюта» клетки, молекула, которая запасает и переносит энергию для всех процессов в организме.
В ходе экспериментов ученый выяснил, что при нормальном дыхании клеток уровень АТФ оставался постоянным. Когда дыхание останавливалось (например, при отравлении цианидом), АТФ быстро разрушалось. Это показало наличие в клетках особого процесса — окислительного фосфорилирования, при котором происходит постоянное обновление АТФ. До этого было известно, что АТФ образуется при распаде глюкозы, но его роль в дыхании клеток оставалась неясной.
Окислительное фосфорилирование в наших клетках можно представить как работу батарейки. Представьте, что АТФ — это батарейка для живых клеток. Когда клетке нужно выполнить какую-то работу (например, сократить мышцу, передать нервный сигнал), она «разряжает» АТФ, отщепляя от нее один фосфат (Р). При этом выделяется энергия, а сама АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфат) — как бы «севшую» батарейку. Кислород, который мы вдыхаем, «заряжает» АТФ новой энергией и возвращает фосфат в ходе синтеза.
Этот процесс происходит в специальных органеллах клетки — митохондриях. Одна клетка может содержать сотни и даже тысячи митохондрий. За сутки в организме человека синтезируется огромное количество молекул АТФ. Эффективность этого процесса поразительна — он работает почти без потерь.
В 1943 г. за работу «Ферментативные свойства миозина и механохимия мышц» Энгельгардт вместе со своей супругой и соавтором М.Н. Любимовой был удостоен Сталинской премии. Эти исследования положили начало новой области науки биологии — механохимии мышц.
Открыл Энгельгардт этот процесс и что? А благодаря этому ученые смогли понять механизмы энергетического обмена в организме, разработать новые методы лечения заболеваний, создать эффективные способы борьбы с различными патологиями, улучшить понимание процессов жизнедеятельности.
Каждое мгновение в нашем организме клетки производят энергию. В триллионах клеток одновременно запускаются миллиарды микроскопических электростанций, обеспечивая нас энергией для прогулки по парку, чтения этой статьи и многого другого.