דף הבית רפואה ובריאות פיזיולוגייה פוטוסינתזה
פוטוסינתזה
קובי עזרא Ph.D יעקב מומחה לרפואה נטורופטית 16/02/11 |  צפיות: 3710

פוטוסינתזה:

פוטוסינתזה מתרחשת בכלורופלסטים, בתאים ירוקים. מנגנון המרת האנרגיה נמצא בממברנת התילקואידים. השלב הראשון בפוטוסינתזה הוא קליטת אור ע"י כלורופיל, מול' פיגמנט. לאחר מכן יש יצירה של e- בעלי אנרגיה גבוהה עם פוטנציאל חיזור גבוה. e- אלו משמשים ליצירת NADPH ו-ATP בסדרת תג' הנקראות תג' אור, זאת כיוון שהן זקוקות לאור על מנת להתרחש. NADPH ו-ATP הנוצרים בתג' האור מחזרים CO2 והופכים ל-3 פוספוגליצראט בסדרת תג' הנקראות מעגל קלווין (או תג' חושך). תג' האור של הפוטוסינתזה משתמשות באנרגיית הפוטונים ליצירת e- רב אנרגטיים המשמשים לחיזור NADP+ ל-NADPH ובאופן בלתי ישיר בשרשרת מעבר הe- ליצירת מפל פרוטונים לאורך הממברנה. תוצר לוואי של תג' אלו הוא O2. בתג' חושך, NADPH ו-ATP הנוצרים בעקבות האור גורמים לחיזור של CO2 לתרכובות אורגניות שימושיות יותר.

לכלורופלסט 3 ממברנות שונות: חיצונית, פנימית וממברנת תילקואיד, ו-3 איזורים נפרדים: חלל בינממברנלי, סטרומה וחלל התילקואיד. הממברנה הפנימית מקיפה סטרומה, שזהו אתר הפעילות הפחמנית של הפוטוסינתזה.

בתוך הסטרומה ישנם מבנים המוקפים בממברנה הנקראים תילקואידים וצורתם דיסקות שטוחות. הם נערמים יחד ליצירת גרנומות. ממברנות התילקואידים מכילות אמצעים למעבר אנרגיה: חלבונים קולטי אור, מרכזי ריאקציה, שרשרת מעבר e- ו-ATP סינתאז.

ממברנת התילקואיד והממברנה הפנימית בעלות חדירות גבוהה ליונים ומול' קטנות. הסט רומה מכילה אנזימים מסיסים אשר גורמים לפעולת NADPH ו-ATP הנוצרים ע"י התילקואיד להמיר CO2 לסוכר. השלב הראשון הוא קליטת אור ע"י כלורופיל. כלורופיל הם מול' קולטן לפוטונים יעילות מאוד כיוון שהן בעלות קשרים יחידים וכפולים מצומדים- פוליאנים.

יש להם אזורי קליטה מאוד חזקים בתחום הנראה של הספקטרום. קבוע הקליטה המקסימלי של כלורופיל a גבוה מ-105M-1cm-1. אנרגיית האור מעוררת e- מרמת היסוד שלו לרמה המעוררת. לe- בעלי אנרגיה גבוהה יכולים להיות מס' מסלולים. ברוב המול' הקולטות אור הe- פשוט חוזר לרמת היסוד והאנרגיה מומרת לחום. אך אם מצוי מקבל e- מתאים, הe- המעורר יכול לנוע מן המול' הראשונים למקבל.

תהליך זה גורם להיווצרות מטען חיובי על המול' הראשונית והיווצרות מטען שלילי על המקבל, מתייחסים לזה כאל הגברת הפרדת מטענים.

האזור בו זה מתרחש נקרא מרכז ריאקציה. פוטוסינתזה בצמחים ירוקים מבוקרת ע"י 2 קומפלכסים מקושרי ממברנה הרגישים לאור: פוטוסיסטם I (PSI) ופוטוסיסטם II (PSII). PSI מכיל בדר"כ 13 שרשראות פוליפפטידיות, יותר מ-60 מול' כלורופיל, קווינון (ויטמין K1) ו-3 צוותים של 4Fe-4S. המסה המולרית גבוהה מ-800Kd. PSII מורכב מלפחות 10 שרשראות צד פוליפפטידיות, יותר מ-30 מול' כלורופיל, יון ברזל לא הֶמי ו-4 יוני מנגנז. PSI מגיב לאור עם אורך גל הקצר מ-700nm, בעוד ש-PSII מגיב לאורך גל הקצר מ-680nm. תחת תנאים רגילים, הe- זורמים תחילה דרך PSII, לאחר מכן דרך Cyt-bf, קומפלכס המקושר לממברנה והומולוגי ל- Q-CytC אוקסידורדוקטאז, ואז דרך PSI. הe- מגיעים ממים: 2H2O מחומצנות ליצירת מול' O2 עבור כל 4e- הנשלחים דרך שרשרת מעבר e- זו. הe- בסופו של דבר מחזרים NADP+ ל-NADPH. תהליכים אלו יוצרים מפל פרוטונים לאורך הממברנה התילקואידית שגורם ליצירת ATP. הריאקציה הכוללת המזורזת ע"י PSII: , כאשר Q- פלסטוקווינון ו-QH2- פלסטוקווינול. הקווינון מומר מצורתו המחומצנת למחוזרת. PSII לוקח e- ממים ויוצר חמצן מולקולרי. תג' זו מתרחשת במרכז מיוחד המכיל 4 יוני מנגנז. הפוטוכימיה של PSII מתחילה עם עירור זוג מיוחד של מול' כלורופיל, המקושר ע"י תת יחידות D1 ו-D2. הוא מורכב מכלורופיל a. הזוג המיוחד קרוי לפעמים P680. P680 מעביר e- במהירות לפאופיטין המצוי בקרבה (כלורופיל עם 2H+ במקום יון Mg+2 מרכזי). משם הe- מועבר תחילה לפלסטוקווינון המחובר חזק באתר QA, ואז לפלסטוקווינון חלופי באתר QB. P680+, מחמצן חזק מאוד, מוציא e- ממול' מים המקושרות חזק למרכז מנגנז.

מנגנז נבחר לתפקיד זה כיוון שיכול להתקיים בהרבה מצבי חמצון ויכול ליצור קשרים חזקים עם מינים המכילים חמצן. מרכז המנגנז, בצורתו המחוזרת, מחמצן 2H2O ל-O2 יחיד. בכל פעם שקליטת פוטון מוציאה e- מ-P680, ארבעה שלבים פוטוכימיים נדרשים על מנת להוציא את הe- ולחזר את מרכז המנגנז. PSII מקיפה את ממברנת התילקואיד כך שאתר חיזור הקווינון נמצא בצד של הסטרומה, בעוד שמרכז המנגנז, אתר החמצון של המים, נמצא בלומן התילקואיד. 2H+ הנלקחים בכל חיזור של Q באים מהסטרומה ו4H+ המשתחררים בעת חמצון המים משתחררים לתוך הלומן ונוצר מפל פרוטונים. הQH2 שנוצר ע"י PSII תורם את הe- שלו להמשך שרשרת מעבר הe- אשר מסתיימת בPSI. הe- הנ"ל מועברים, אחד אחד, לפלסטוציאנין (Pc), חלבון נחושת שנמצא בלומן התילקואיד. . 2 הפרוטונים מפלסטוקווינול משוחררים לתוך לומן התילקואיד. הקומפלכס Cyt-bf מכיל 4 תת יחידות. קומפלכס זה מזרז את התג' דרך מעגל Q בחצי הראשון של המעגל, QH2 מחומצן ל-Q, כל פעם e- אחד. Pc זהו חלבון קטן ומסיס עם יון נחושת בודד.בצורתו המחומצנת ל-Pc צבע כחול מאוד. החמצון של QH2 מסתיים בשחרור 2H+ ללומן התילקואיד.

בחצי השני של מעגל Q, Cyt-bf מחזר מולקולה שניה של Q ל-QH2, לוקח 2H+ מצד אחד של הממברנה ואז מחמצן מחדש QH2 כדי לשחררם בצד השני של הממברנה. האנזים ממוקם כך שהפרוטונים משוחררים ללומן התילקואיד (נלקחים מהסטרומה), תורם למפל הפרוטונים לאורך הממברנה. השלב האחרון בריאקציות האור מזורז ע"י PSI (הומולוגי ל-PSII ב-40%). גרעין מע' זו הוא זוג של שתי תת יחידות psaA ו-psaB זהות. זוג מיוחד של מול' כלורופיל נמצא במרכז המבנה וקולט אור מקסימלי ב-700nm. מרכז זה, P700, מאתחל הגברה בהפרדת מטענים. הe- מועבר לאורך הדרך בכלורופיל באתר A0 ו-Q באתר A1 לסט צבתים של 4Fe-4S. משם הe- עובר לפרדוקסין (Fd), חלבון מסיס המכיל צבת 2Fe-2S. המטען החיובי של P700+ מנוטרל ע"י מעבר e- מ-Pc מחוזר.

התג' הכוללת המזורזת ע"י PSI היא תג' חמזור פשוטה: . תג' זו מזורזת ע"י קליטת פוטון ב- λ=700nm בעל אנרגיה של 40.9Kcal/mol. השיתוף בין PSI לPSII יוצר מעבר e- ממים ל-NADP+. חיזור NADP+ מזורז ע"י פרדוקסין-NADP+ רדוקטאז. קב' ה-FAD המקושרת באנזים זה מקבלת e-, אחד בזמנו, מ-2 מול' פרדוקסין מחוזר, כאשר זה עובר מהצורה המחומצנת שלו דרך חומר ביניים (סמיקווינון) לצורה המחוזרת המלאה. לאחר מכן, האנזים מעביר יון הידריד ל- NADP+ ליצירת NADPH. תג' זו מתרחשת בסטרומה. לקיחת הפרוטון לשם חיזור NADP+ ממשיכה לתרום לגרדיאנט הפרוטונים לאורך ממברנת התילקואיד. סינתזת ATP מונעת ע"י כוח של מפל פרוטונים. החלל התילקואיד נהיה מאוד חומצי, pH~4. האנרגיה נקראת כוח פרוטוני מניע Δp והוא מורכב מ-2 מרכיבים: גרדיאנט מטען וגרדיאנט כימי.

בכלורופלסטים כמעט כל Δp נובע מגרדיאנט pH בעוד שבמיטו' ישנה תרומה גדולה מפוטנציאל הממברנה. הסיבה להבדל זה נובעת מחדירות ממברנת התילקואיד ל-Mg+2 ול-Cl-. מעבר H+ המוגבר בגלל האור לחלל התילקואיד מלווה במעבר כלוריד באותו הכיוון או Mg+2 בכיוון ההפוך. כתוצאה מכך נשמרת נייטרליות חשמלית ולא נוצר פוטנציאל מטען ממברנלי. Δp מומר ל-ATP ע"י ATP סינתאז של כלורופלסטים, הנקרא גם קומפלכס CF1-CF0. הוא דומה לזה של המיטו'. CF0 מעביר פרוטונים לאורך ממברנת התילקואיד בעוד ש-CF1 מזרז היווצרות ATP מ-ADP ו-Pi. האוריינטציה הממברנלית של CF1-CF0 היא הפוכה. אם כך, פרוטונים זורמים מהלומן דרך ATP סינתאז לתוך הסטרומה. כיוון ש-CF1 מצוי בשטח הפנים של הסטרומה, ATP הנוצר משוחרר ישירות לתוך הסטרומה.זרימת e- מעגלית דרך PSI מובילה ליצירת ATP במקום NADPH. הe- בפרודוקסין המחוזר יכולים להיות מועברים לקומפלכס Cyt-bf ולא ל-NADP+. לאחר מכן הe- זורם חזרה דרך הקומפלכס Cyt-bf לחיזור Pc שיכול להיות מחומצן מחדש ע"י P700+ להשלמת המעגל. תוצאה נטו של מעגל זה היא שאיבת H+ ע"י Cyt-bf.

מפל הפרוטונים הנוצר מניע סינתזת ATP. בתהליך זה, פוטופוספורילציה, ATP נוצר ללא הווצרות NADPH. PSII לא משתתף בפוספורילציה מעגלית וכך O2 לא נוצר ממים. פוספורילציה מעגלית מתרחשת כאשר NADP+ אינו זמין לקבל e- מפרודוקסין מחוזר בגלל יחס גבוה מאוד של NADPH ל-NADP+. תג' נטו: . פיגמנטי עזר, כגון כלורופיל, ופיגמנטים אחרים מקושרים למרכזי ריאקציה. פיגמנטים אלו קולטים אור ומזרימים את האנרגיה למרכז הריאקציה לשם המרה לצורות כימיות. יש 2 תנאים להעברת האנרגיה: 1)ספקטרום הפליטה של התורם מספיק קרוב לספקטרום הבליעה של המקבל (100-150nm). 2)קרבה פיזית בין מול' הפיגמנט.

כלורופיל b וקרוטיאונידים הם מול' קוצרות אנרגיה ומזרימות אותה למרכז הריאקציה. כלורופיל b קולט אור בטווח 450-500nm. קרוטיאונידים הם פוליאנים נרחבים הקולטים אור בטווח 400-500nm, אחראים כמעט על כל הצבעים הצהובים והאדומים. פיגמנטי העזר נערכים במס' קומפלכסים קוצרי אור שמקיפים באופן מושלם את מרכז הריאקציה.

מעכבים: DCMU- מעכב מעבר e- ל- Cyt-bf. פלוריזין- מעכב את ATP סינתאז (את F0). NH4Cl- מפר צימוד. DCCD- מעכב העברת פרוטונים דרך F0, ברגע שיש פגיעה בסינתזת ATP אז יש פגיעה במעבר e-. EDTA- מפר צימוד. מפריד בין F0 ל-F1. EDTA+DCCD- ביטול הפרת צימוד.

ד"ר יעקב עזרא (P.hD) מומחה לרפואה נטורופתית. ייעוצים בתחומי התזונה והספורט, הבריאות – טיפול במחלות שונות, אנטי-אייג'ינג (האטת תהליכי זקנה). לפגישת יעוץ בקליניקה: 0528567140 www.HealthNFit.org   www.Diet2all.org    www.Diet2all.net  


דירוג המאמר:

תגיות של המאמר:

 קובי עזרא Ph.D יעקב מומחה לרפואה נטורופטית

קובי עזרא Ph.D מומחה לרפואה נטורופטית, ומאמן כושר. מרצה במכון מור (לאוסטאופורוזיס) ובבית הספר להסמכות מאמנים של וינגייט - באוניברסיטת ת"א (אימונים לפיתוח הגוף ותזונה).

כתב את הספרים:
1. אבן הפינה בתחום פיתוח הגוף.
2. ספורטולוגיה - המדריך לספורטאי.
3. סטרואידים-כל מה שרצית לדעת? ולא העזת לשאות!

בעל קליניקה לרפואה נטורופטית ונותן שרותים:
* טיפול במחלות שונות (כולסטרול, מחלות לב, סוכרת ועוד...).
* דיאטות הרזייה ועיצוב הגוף.
* פיתוח גוף - עיצוב וחיטוב הגוף.
לפגישת יעוץ בקליניקה: 0528567140
אתר: פיתוח גוף, אתר: דיאטה מהירה

דיאטה מהירה1, סוכרת הריון, אנטי אייג'ינג

פיתוח גוף

דיאטה מהירה | דיאטה אישית



 


מאמרים נוספים מאת קובי עזרא Ph.D יעקב מומחה לרפואה נטורופטית
 
צמיחה וגדילה בגובה - קובי עזרא PhD
צמיחה וגדילה בגובה - קובי עזרא PhD, צמיחה וגדילה בגובה נוצרת ע"י התארכות עצמות הארוכות, כתוצאה מכונדרוגנזה בצלחות האפיפיזאליות, המכונות גם צלחות הגדילה. תהליך זה נובע מהתרבות כונדרוציטים, היפרטרופיה והפרשת מטריקס חוץ תאית. המאורגן על ידי רשתות מורכבות של גורמים תזונתיים, תאיים, פרצרין ואנדוקריניים. ניתן להגדיר את גיל ההתבגרות כתקופת המעבר מילדות דרך התפתחות מאפיינים מיניים משניים ועד השגת הגובה הסופי בבגרות. מהירות הצמיחה מוגברת בתחילת המוקדמות או באמצע החיים, ידועה כגידול הפוברטלי.

קריאטין - קובי עזרא
קריאטין - קובי עזרא היא חומצה אורגנית חנקנית הנוצרת באופן טבעי. תפקידו העיקרי של הקריאטין הוא להקל על מיחזור של אדנוזין טריפוספט (ATP), מטבע האנרגיה של התא, בעיקר ברקמת השריר והמוח.

דיאטה מהירה מאוד
05/04/15 | דיאטה
דיאטה מהירה. דיאטות לירידה במשקל. ישנן סיבות שונות לאיזון המשקל ודיאטות שונות: החל ממראה חיצוני, עיסוק בספורט ובריאות, לרבות בריאות הלב וכלי הדם ומניעת סרטן....

חיטוב הגוף - קובי עזרא
21/06/14 | דיאטה
בדיאטת דיאט2אול אוכלים כמעט הכל! אך לרוב הדיאטה נקבעת בהתאם למה שהמטופל אוכל באורח ה"נורמאלי" שיגרתי. וכמובן בשילוב המזונות הייחודי! מניב את התוצאות האופטימאליות לחיטוב הגוף באופן מקסימאלי ומהיר ביותר.

מניעת סוכרת מסוג 2
יש חוקרים הטוענים שניתן למנוע סוכרת מסוג 2, זאת ע"י שינוי בהרגלי החיים. היות ותוכנית תזונה ודיאטה נכונה המותאמים לפרט בשילוב תוכנית אימונים אכן עשויים למנוע את התפתחות הסוכרת מסוג 2. סוכרת מסוג 2 או סוכרת מבוגרים בלשון העם, בעלת מרכיב גנטי חזק יותר, תזונה ואורח חיים משפיעים על הסיכוי שהמחלה תתרחש בגיל צעיר יותר-40 או מבוגר יותר 60 ומעלה או אולי לעולם לא?!. הסיכון לסוג להופעת סוכרת מסוג 2 וסוכרת הריונית יכול להיות ירידה ע"י בשמירה על משקל תקין – כלומר השמנה יתרה ותזונה לא בריאה.

ויטמין d אוסטאופורוזיס
ויטמין d אוסטאופורוזיס ויטמין D או (Cholecalciferol) הוא ויטמין מסיס בשומן העוזר לגוף לספוג סידן. ויטמינים מסיסים בשומן מאוחסן ברקמות השומן של הגוף. בנוסף לסיוע לגוף לספוג סידן, ויטמין D גם מסייעת לגוף לשמור על כמות של סידן וזרחן בדם הנכונה. תוספת סידן וויטמין D מהווה טיפול הכרחי באוסטיאופורוזיס. מחלת האוסטאופורוזיס נמצאה מלווה באבחון שכיחות גבוהה של חסר בויטמין D. מקורות מזון ויטמין D מצויה במזונות הבאים: מוצרי חלב גבינה חמאה חלב מועשר (כל חלב בארה"ב הוא מועשר בויטמין D) דגים צדפות דגני בוקר

אוקסנדרולון וניוון שרירים דושן
אוקסנדרולון וניוון שרירים דושן

אוקסנדרולון (Oxandrolone) משפר סינתזת שרירי השלד ופרופיל ביטוי גנים הגלובלי בניוון שרירים דושן.

מחקרים קודמים הראו כי ירידה בשרירים הקשורים בניוון שרירים דושן (Duchenne muscular dystrophy) כרוכה בחוסר איזון בין שיעורי סינתזה והפירוק של חלבוני השרירים. למרות שמחקרים קודמים הציעו כי האוקסנדרולון עשוי להיות מועיל בניוון שרירים דושן, מנגנון הפעולה של האוקסנדרולון על השרירים בניוון שרירים דושן עדיין אינו ברור.

ביופסיות שריר הגסטרוקנמיוס (שרירי השוקיים) ודגימות דם נאס


טיפול תזונתי בסוכרת - ד"ר קובי עזרא
29/08/13 | רפואה
טיפול תזונתי בסוכרת מטרות הטיפול תזונתי בטיפול בסוכרת כוללות שליטה על רמת הסוכר בדם ברמות כמעט נורמליות, שמירה על לחץ דם תקין ורמות כולסטרול, והשגת משקל בריא. דבקות בתזונה בריאה, פעילות גופנית סדירה, ושימוש בתרופות בעת צורך יכול להשיג יעדים אלה ולמזער את הסיכון לסיבוכים. תחזוקת משקל תקין דיאטה אישית: הנחיות נוכחיות של איגוד הסוכרת האמריקאי רושמים תכנית ארוחת מבוקרת קלוריות המשתמשות ברשימות חליפי המזון. יש לשמור על צריכת פחמימות קבועה למדי לאורך כל היום. ההנחיות גם להגביל את צריכת השומן הרווי ו

דיאטה הרזיה ושתיית קפה
דיאטה הרזיה ושתיית קפה: הקפאין מגביר תגובת הליפוליזה (Lipolysis), תגובה זאת גורמת להבין כי צריכת הקפאין תגביר את תהליך ניצול השומנים לאנרגיה ובעיקר בעת פעילות גופנית אירובית. מה הקשר בין שתיית קפה ודיאטה למטרת הרזיה? האלקלואיד קפאין אשר מצוי בקפה ובמשקאות אחרים הינו גורם לעלייה בפעילות המטבולית, בדומה להורמוני הסטרס, לכן הקפאין משפר ומגביר את רמות האנרגיה בגוף.

דיאטה וקפאין - ד"ר קובי עזרא
דיאטה וקפאין: כולם יודעים ששתיית משקאות המכילים קפאין (בריכוז מתאים) מסייעים לנו לתהליך ההרזיה וחיטוב הגוף, לכן כל דיאטה או לפחות מרבית הדיאטות אינן מגבילות את צריכת הקפאין בהליך הדיאטה. כמו כן, הקפאין גורם לנו לחוש ערניות יתר ומפיג מהר כל עייפות, ישנם הרבה ספורטאים (ואנשים בכלל) אשר צורכים אותו לפני האימונים…
     
 
שיווק באינטרנט על ידי WSI