Правдоподобие внешнего синтезатора АТФ

Синтез на батарейках

АТФ как бы уже синтезируется за счет энергии батареи. Фактически, биохимики иногда называют АТФ-синтазу «самым маленьким мотором в мире», и она приводится в действие положительными ионами Н+, движущимися по градиенту концентрации. На изображении ниже фиолетовое кольцо вращается по мере того, как Н+ проходит мимо него и образует АТФ в зеленом зонтике.

Ваша идея, если я правильно понимаю, состоит в том, чтобы искусственно создать хранилище АТФ, а затем отправить его в целевую клетку (клетки). Это приводит к проблемам из-за всего АТФ, который вы теперь сбрасываете в клетку. Цикл АТФ жестко регулируется внутренней обратной связью. Большой шоковый сброс может запустить цикл глюконеогенеза. Тогда это вопрос сырой энергии. Один моль АТФ дает ~7,3 ккал, что, конечно, звучит здорово. За исключением того, что один моль глюкозы производит 2 моля АТФ во время гликолиза (производство в смысле рециркуляции), который представляет собой анаэробное дыхание. А АТФ имеет почти в три раза большую массу, чем глюкоза. Так что, возможно, вам лучше просто ввести сахар-сырец. (Это была шутка, не делайте этого. Причина будет объяснена позже.)

Это все же натолкнуло меня на мысль. Ускорение аэробного дыхания. Если использовать имплантированные механические средства, то можно имитировать Электронно-транспортную систему и перегрузку ионов Н+ в матрице, тогда можно ускорить синтез АТФ, функционирующий на градиенте концентрации ионов Н+, что потребует совсем немного энергии. У этого также есть два дополнительных преимущества: во-первых, он не требует кислорода, так как кислород является последней стадией ETS, и вы пропускаете его с помощью механических средств. Кроме того, поскольку вы решили получать таким образом всю свою АТФ, надеюсь, ваше тело решит не ускорять гликолиз. И это приводит ко второму преимуществу - отсутствие накопления молочной кислоты.

Молочная кислота

Это настоящий кикер. Когда дело доходит до кратковременной энергии, есть цена. Красные мышечные клетки не способны справиться со всей этой пировиноградной кислотой, которая образуется в результате непрерывного гликолиза. Таким образом, он превращается в молочную кислоту. (За исключением действительноредкий случай, когда он превращается в алкоголь.) И это противно. Раньше я связывал это с мышечной усталостью, что неверно (спасибо Демигану за указание на это), но это приводит к лактоацидозу по мере накопления кислоты. Мышцы становятся более кислыми, и это заставляет ферменты перестать работать и мешать вашим мышцам работать хорошо. Также трудно взмахнуть прочь. Итак, давайте обсудим вашу вторую идею - аналоги кассеты АТФ. Почему бы вам не использовать это в обратном порядке - вместо того, чтобы тратить энергию на вложение энергии, тратьте энергию на удаление молочной кислоты быстрее, чем это может сделать обычная диффузия.

С этим всем есть проблема, а именно я понятия не имею, как эти устройства будут работать. Я знаю гораздо больше о биологии, чем о робототехнике. Так что я знаю, что эти приемы — ускорение ЭТС и слив молочной кислоты — действительно помогут анаэробному дыханию. Я также могу указать вам грубые формы, необходимые для биологического эквивалента. Но как только у этих нанитов кончается энергия, все кончено, и я понятия не имею, как вы будете их перезаряжать, за исключением того, что вы просто меняете их и пополняете новыми. (Честно говоря, их замена — это пустая трата энергии, просто отсоедините их, когда они высохнут, и позвольте системе отходов тела справиться с ними.)

Аналог ЭТС:

В системе переноса электронов есть 4 цитохрома (I, II, III и IV), которые действуют как мембранные белки. Также Cyctochrome c, который действует как мессенджер между ними. Что происходит внутри них, так это то, что электроны сбрасываются на дальнем конце (I и II, в зависимости от того, сбрасывается ли НАДН или ФАДН2), который переносится дальше, пока этот Н+ в конечном итоге не вытягивается кислородом и не образует Н2О. Вот почему вы вдыхаете кислород и выдыхаете водяной пар. Движение электронов, в свою очередь, позволяет свободным ионам H+ пересекать мембрану. В аналоговой системе было бы много (и я имею в виду много) электронов в памяти. При активации он высвобождает те, что находятся в его собственной цепи, встроенной в мембрану и заканчивающейся на его собственной дальней стороне, что, конечно, менее негативно, чем этот конец. Когда он достигнет этого места, это позволит транспортировать H+ против градиента. Когда он заканчивается, он отсоединяется и больше не мешает, а новый нано-ETS-аналог вставляется на место. Смывать. Повторить.

Если у вас есть достаточные знания, то, конечно! Скорее всего, это будет не устройство, а набор клеток, интегрированных в ваше тело для создания АТФ.

Но это может быть проще, «простой» здесь относительно. В настоящее время, когда наши клетки работают анаэробно, они сбрасывают лактат и другие отходы в кровоток. Затем она будет перемещаться по телу и перерабатываться печенью в полезную энергию, которая снова будет транспортироваться обратно в мышцы. Но из-за случайного характера и длительного процесса перекачки по телу, пока он не достигнет печени, это может занять некоторое время. Таким образом, вместо одной печени добавьте ряд клеток печени ниже по течению от мышц. Эти клетки печени трансформируют лактат и отходы, которые затем транспортируются местной лимфатической системой, специфичной для них, чтобы сбрасывать продукт выше по течению, чтобы он немедленно возвращался к мышцам, которые изначально его создали.