Կենսաէներգետիկա

Կենսաէներգետիկա, կենսաբանական էներգետիկա, ուսումնասիրում է օրգանիզմի կենսագործունեության ընթացքում փոխակերպվող էներգիայի մեխանիզմները։ Կենսաէներգետիկաում կիրառվող մեթոդները ֆիզիկա-քիմիական են, օբյեկտները և խնդիրները՝ կենսաբանական, հետևաբար կենսաէներգետիկան մոլեկուլային կենսաբանության, կենսաֆիզիկայի և կենսաքիմիայի բաղկացուցիչ մասն է կազմում։

Տեսություն

Կենսաէներգետիկայի սկիգբը դրվեց գերմանացի բժիշկ Յուլիուս Մայերի գիտական աշխատանքներով, որը մարդու օրգանիզմում ընթացող էներգետիկ պրոցեսների ուսումնասիրության հիման վրա հայտնաբերեց էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքը (1841)։ Սկզբնական շրջանում կենսաէներգետիկան հետազոտում էր կենդանի օրգանիզմում էներգիայի աղբյուր հանդիսացող պրոցեսները (շնչառություն, խմորում), օրգանիզմի էներգետիկ հաշվեկշիռը, փոփոխությունները տարբեր պայմաններում (հանգիստ, շրջապատի ջերմաստիճան և այլն)։ 20-րդ դարի կեսերին կենսաբանական գիտությունների արագ զարգացման շնորհիվ կենսաէներգետիկայում առաջնակարգը դարձավ կենդանի օրգանիզմում էներգիայի փոխակերպման մեխանիզմների ուսումնասիրությունը։

Կենսաէներգետիկաի բնագավառում տարվող աշխատանքներ

Կենսաէներգետիկաի բնագավառում տարվող աշխատանքները բխում են այն միակ գիտական տեսակետից, ըստ որի կյանքի երևույթների համար լրիվ կիրառելի են քիմիայի և ֆիզիկայի օրենքները։ Սակայն կենսաբանական կառուցվածքների բարդությունը, առանձնահատկությունը և նրանցում ընթացող պրոցեսների իրականացումը պայմանավորում են մի շարք խորը տարբերություններ կենսաէներգետիկաի և անօրգանական աշխարհի էներգիայի միջև։ Առաջին արմատական տարբերությունն այն է, որ օրգանիզմները բաց համակարգեր են, գործում են միայն միջավայրի հետ նյութերի և էներգիայի մշտական փոխանակության պայմաններում։ Երկրորդ հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ բջիջներում պրոցեսներն ընթանում են ջերմաստիճանի, ճնշման և ծավալի անկման բացակայության պայմաններում։ Վերջին տասնամյակում կենսաէներգետիկաի զարգացման հիմնական արդյունքներից է օրգանական աշխարհում՝ միկրոօրգանիզմներից մինչև մարդը, էներգետիկ պրոցեսների միօրինակության հաստատումը։ Պարզվել է, որ բուսական և կենդանական աշխարհի համար նույնն են այն նյութերը, որոնց մեջ էներգիան կուտակվում է, և այն պրոցեսները, որոնց միջոցով իրականանում է այդ կուտակումը։ Օրգանիզմի համար անհրաժեշտ էներգիան մակրոէրգային միացություններում է, որոնց բնորոշ է ֆոսֆատային խմբերի առկայությունը։

Հայտնաբերում

Օրգանիզմում էներգիայի փոխակերպման գործում այդ միացությունների դերը բացահայտել է խորհրդային կենսաքիմիկոս Վլադիմիր էնգեչգարդը։ Օրգանական աշխարհի էներգիայի կարևորագույն փոխարկիչը և հաղորդիչը ադենոզինեռֆոսֆորաթթուն է՝ ԱԵՖ-ը (տես Ադենոզին ֆոսֆորաթթուներ), որը ճեղքվում է ադենոզինկրկնաֆոսֆորաթթվի (ԱԿՖ) և ադենոզինմիաֆոսֆորաթթվի (ԱՄՖ)։ ԱԵՖ-ի հիդրոլիզն ընթանում է հետևյալ ձևով՝

• ԱԵՖ + H₂0 —> ԱԿՖ + ֆոսֆատ

Երկրի վրա կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիայի միակ և հիմնական աղբյուրը արևի էներգիան է, որի մի մասը կլանվում է բույսերի և որոշ բակտերիաների պիգմենտներով և ֆոտոսինթեզի պրոցեսում կուտակվում է ինքնասուն օրգանիզմների կողմից քիմիական էներգիայի ձևով, մի մասն էլ ԱԵՖ-ի ձևով և այլն։ Տարասուն օրգանիզմներում ԱԵՖ-ը գոյանում է շնչառության ընթացքում, որոշ քանակությամբ էներգիա է կուտակվում նաև քեմոսինթեզի ժամանակ։ Կենսաէներգետիկայի պրոբլեմների, մասնավորապես քիմիական էներգիան մեխանիկականի փոխարկելու մեխանիզմների ուսումնասիրությունը պահանջում է այդ պրոցեսների քննարկում ենթամոլեկուլային մակարդակով, որտեղ սկսում են գործել քվանտային ֆիզիկայի և քիմիայի օրենքները։

Գրականություն

• Сент-Дьердьи А., Биоэнергетика перевод с английского M., 1960; Pэкep Э.
• Биоэнергетические механизмы, перевод с английского M., 1967.

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 5, էջ 370)։