Sejtbiokémia (energetika). Fő energiaforrások a sejtben Oxigén: életet adó szükséglet

Az egyik legtöbb összetett kérdések- az energia képződése, felhalmozódása és eloszlása ​​a sejtben.

Hogyan termel egy sejt energiát? Hiszen nincs benne se atomreaktor, se erőmű, se gőzkazán, még a legkisebb sem. A cellán belüli hőmérséklet állandó és nagyon alacsony - nem több, mint 40 °. És ennek ellenére a sejtek olyan sok anyagot dolgoznak fel és olyan gyorsan, hogy bármelyik modern növény megirigyelné őket.

Hogyan történik ez? Miért marad a keletkező energia a sejtben, és miért nem szabadul fel hőként? Hogyan tárolja a sejt az energiát? Mielőtt megválaszolnánk ezeket a kérdéseket, el kell mondanunk, hogy a sejtbe belépő energia nem mechanikus vagy elektromos, hanem kémiai energia, amelyet a sejt tartalmaz. szerves anyagÓ. Ebben a szakaszban lépnek életbe a termodinamika törvényei. Ha kémiai vegyületek energiát tartalmaznak, akkor azt égésük révén kell felszabadítani, és általában hőegyensúly nem számít, hogy azonnal vagy fokozatosan kiégnek. A cella a második utat választja.

Az egyszerűség kedvéért hasonlítsuk a cellát egy „erőműhöz”. Különösen a mérnökök számára tesszük hozzá, hogy a cella „erőműve” termikus. Kihívjuk most az energiaszektor képviselőit egy versenyre: ki nyer több energiát a tüzelőanyagból és használja fel gazdaságosabban - egy cella vagy bármely, a leggazdaságosabb hőerőmű?

Az evolúció során a sejt létrehozta és továbbfejlesztette „erőművét”. A természet gondoskodott minden részéről. A cella „üzemanyagot”, „motor-generátort”, „teljesítményszabályozóit”, „transzformátor alállomásokat” és „nagyfeszültségű távvezetékeket” tartalmaz. Lássuk, hogy néz ki mindez.

A sejt által elégetett fő „üzemanyag” a szénhidrátok. Ezek közül a legegyszerűbb a glükóz és a fruktóz.

A mindennapokból orvosi gyakorlat Köztudott, hogy a glükóz nélkülözhetetlen tápanyag. Súlyosan alultáplált betegeknek intravénásan, közvetlenül a vérbe adják be.

Az összetettebb cukrokat energiaforrásként is használják. Például a rendes cukor, aminek van tudományos név„szacharóz”, amely 1 molekula glükózból és 1 molekula fruktózból áll, ilyen anyagként szolgálhat. Az állatoknál az üzemanyag a glikogén, egy polimer, amely láncba kapcsolt glükózmolekulákból áll. A növények a glikogénhez hasonló anyagot tartalmaznak – ez a jól ismert keményítő. A glikogén és a keményítő is raktározó anyag. Mindkettőt félretesszük egy esős napra. A keményítő általában a növény föld alatti részeiben található, például gumókban, például burgonyában. A növényi levelek pépsejtjeiben is sok a keményítő (mikroszkóp alatt apró jégdarabokként csillognak a keményítőszemcsék).

A glikogén az állatok májában halmozódik fel, és onnan szükség szerint hasznosul.

Minden, a glükóznál összetettebb cukornak le kell bomlani az eredeti „építőkövekre” – glükózmolekulákra – fogyasztás előtt. Vannak speciális enzimek, amelyek ollóhoz hasonlóan a keményítő és a glikogén hosszú láncait egyedi monomerekre - glükózra és fruktózra - vágják.

Szénhidráthiány esetén a növények szerves savakat használhatnak „tűzterükben” - citrom, almasav stb.

A csírázó olajos magvak zsírt fogyasztanak, amely először lebomlik, majd cukorrá alakul. Ez abból látszik, hogy a magvakban lévő zsír elfogyasztásával a cukortartalom növekszik.

Tehát az üzemanyagtípusok felsorolva vannak. De nem kifizetődő, ha a sejt azonnal elégeti.

A cukrokat kémiai úton égetik el a sejtben. A hagyományos égés az üzemanyag és az oxigén kombinációja, annak oxidációja. De az oxidációhoz az anyagnak nem kell oxigénnel egyesülnie - oxidálódik, amikor hidrogénatomok formájában eltávolítják belőle az elektronokat. Ezt az oxidációt ún dehidrogénezés("hidros" - hidrogén). A cukrok sok hidrogénatomot tartalmaznak, és nem egyszerre válnak le, hanem egyenként. A sejtben az oxidációt speciális enzimek sorozata végzi, amelyek felgyorsítják és irányítják az oxidációs folyamatokat. Ez az enzimkészlet és munkájuk szigorú rendje alkotja a sejtenergia-generátor alapját.

Az élő szervezetekben zajló oxidációs folyamatot légzésnek nevezzük, ezért a továbbiakban ezt az érthetőbb kifejezést használjuk. Intracelluláris légzés, így analógiával nevezték el élettani folyamat a légzés nagyon szorosan összefügg vele. A légzési folyamatokról további részleteket fogunk elmondani.

Folytassuk a cella és az erőmű összehasonlítását. Most meg kell találnunk benne az erőmű azon részeit, amelyek nélkül tétlenül fog működni. Nyilvánvaló, hogy a szénhidrátok és zsírok elégetésével nyert energiát a fogyasztóhoz kell juttatni. Ez azt jelenti, hogy cellás, „nagyfeszültségű távvezetékre” van szükség. Egy hagyományos erőmű esetében ez viszonylag egyszerű - a nagyfeszültségű vezetékeket a tajga, a sztyeppék és a folyók fölé feszítik, és rajtuk keresztül jutnak energiához az üzemek és gyárak.

A ketrecnek saját univerzális „nagyfeszültségű vezetéke” is van. Csak benne az energia kémiai úton továbbítódik, és természetesen „huzalként” szolgál. kémiai vegyület. Ahhoz, hogy megértsük a működési elvét, vezessünk be egy kis bonyodalommal egy erőmű működését. Tételezzük fel, hogy a nagyfeszültségű vezetékről az energia vezetékeken keresztül nem juthat el a fogyasztóhoz. Ebben az esetben a legegyszerűbb módja a nagyfeszültségű vezetékről történő töltés elektromos akkumulátorok, elszállításuk a fogyasztóhoz, használt akkumulátorok visszaszállítása stb. Az energiaszektorban ez természetesen veszteséges. És egy hasonló módszer nagyon előnyös a sejt számára.

A sejt egy szinte minden szervezet számára univerzális vegyületet - adenozin-trifoszforsavat (erről már beszéltünk) - használ akkumulátorként a sejtben.

Ellentétben más foszfoészter kötések energiájával (2-3 kilokalória), az ATP-ben található (különösen a legkülső) foszfátmaradékok kötési energiája nagyon magas (akár 16 kilokalória); ezért egy ilyen kapcsolatot " makroergikus».

Az ATP ott található a szervezetben, ahol energiára van szükség. Különböző vegyületek szintézise, ​​az izmok munkája, a flagellák mozgása protozoonokban - az ATP mindenhová energiát hordoz.

Az ATP „töltése” a sejtben így történik. Adenozin-difoszforsav - ADP (ATP 1 foszforatom nélkül) alkalmas arra a helyre, ahol energia szabadul fel. Amikor az energia megköthető, az ADP egyesül az egy innel Nagy mennyiségű a sejtben foszforral, és energiát „átvesz” ebbe a kötésbe. Most közlekedési támogatásra van szükségünk. Speciális enzimekből áll - foszfoferázokból ("fera" - hordozom), amelyek igény szerint "megragadják" az ATP-t, és átviszik a hatás helyére. Következik az utolsó, végső „erőművi egység” – a leléptető transzformátorok – sora. Csökkenteni kell a feszültséget, és biztonságos áramot kell biztosítaniuk a fogyasztó számára. Ugyanazok a foszfoferázok látják el ezt a szerepet. Az energia átvitele az ATP-ről egy másik anyagra több szakaszban történik. Először az ATP egyesül ezzel az anyaggal, majd a foszforatomok belső átrendeződése következik be, végül a komplex felbomlik - az ADP elválik, és az energiában gazdag foszfor az új anyagon „lógva” marad. Az új anyag a felesleges energia miatt sokkal instabilabbnak bizonyul, és különféle reakciókra képes.

Lehetetlen megérteni, hogyan épül fel és „működik” az emberi test anélkül, hogy megértené, hogyan megy végbe az anyagcsere a sejtben. Minden egyes élő sejt folyamatosan energiát kell termelnie. Energiára van szüksége a hőtermeléshez és néhány létfontosságú vegyi anyag szintetizálásához (létrehozásához), például fehérjékhez vagy örökletes anyag. Energia A sejtnek szüksége van rá, hogy mozogjon. Testsejtek, mozgásra képes az úgynevezett izmos. Összezsugorodhatnak. Ez mozgásba hozza karjainkat, lábainkat, szívünket és beleinket. Végül az előállításhoz energiára van szükség elektromosság: ennek köszönhetően egyes testrészek „kommunikálnak” másokkal. A köztük lévő kapcsolatot pedig elsősorban az idegsejtek biztosítják.

Honnan nyernek energiát a sejtek? A válasz: segít nekik ATP. Hadd magyarázzam. A sejtek elégetik a tápanyagokat, és a folyamat során bizonyos mennyiségű energia szabadul fel. Egy speciális szintetizálására használják Vegyi anyag, amely felhalmozza a szükséges energiát. Ezt az anyagot nevezik adenozin-trifoszfát(rövidítve ATP). Amikor egy sejtben található ATP-molekula lebomlik, a benne tárolt energia felszabadul. Ennek az energiának köszönhetően a sejt hőt, elektromos áramot termelhet, vegyi anyagokat szintetizálhat vagy mozgásokat végezhet. Röviden, ATP aktiválja a sejt teljes „mechanizmusát”.

Így néz ki mikroszkóp alatt egy vékony, színezett szövetkör, amelyből... vettek ki. agyalapi mirigy- borsó nagyságú agyi függelék. Piros, sárga, kék, lila foltok és foltok hússzínű- Ezt sejtmaggal rendelkező sejtek. Az agyalapi mirigy sejtjei mindegyik típusa egy vagy több létfontosságú hormont választ ki.

Most beszéljünk részletesebben arról, hogyan jutnak a sejtek ATP-hez. A választ már tudjuk. Sejtek elégetni a tápanyagokat. Ezt kétféleképpen tehetik meg. Először is égesse el a szénhidrátokat, főleg a glükózt oxigén hiányában. Ez egy olyan anyagot termel, amelyet a vegyészek piroszőlősavnak neveznek, és magát a szénhidrát lebontási folyamatot glikolízisnek nevezik. A glikolízis következtében túl kevés ATP termelődik: egy glükózmolekula lebomlása mindössze két ATP molekula képződésével jár együtt. A glikolízis nem hatékony – ez az energiakinyerés legrégebbi formája. Ne feledje, hogy az élet a vízben keletkezett, vagyis egy olyan környezetben, ahol nagyon kevés oxigén volt.

Másodszor, testsejtekégesse el a piroszőlősavat, a zsírokat és a fehérjéket oxigén jelenlétében. Mindezek az anyagok szenet és hidrogént tartalmaznak. Ebben az esetben az égés két szakaszban történik. Először a sejt kivonja a hidrogént, majd azonnal elkezdi lebontani a maradék szénkeretet, és megszabadul tőle szén-dioxid- keresztül sejt membrán kiviszi kifelé. A második szakaszban hidrogént vonnak ki belőle tápanyagok. Víz képződik, és nagy mennyiségű energia szabadul fel. A sejteknek elegendő belőle sok ATP-molekula szintetizálásához (például két molekula tejsav, a piroszőlősav redukciójának terméke oxidációja során 36 ATP-molekula keletkezik).

Ez a leírás száraznak és elvontnak tűnik. Valójában mindannyian láttuk, hogyan megy végbe az energiatermelés folyamata. Emlékszel az űrkikötőkből rakétakilövésekről szóló televíziós riportokra? Felfelé szárnyalnak a hihetetlen mennyiségű energia miatt, amely a hidrogén oxidációja során szabadul fel, vagyis amikor oxigénben elégetik.

Az űrrakéták toronymagasságban rohannak az égbe annak a hatalmas energiának köszönhetően, amely a hidrogén tiszta oxigénben történő elégetésekor szabadul fel. Ugyanez az energia tartja fenn az életet testünk sejtjeiben. Csak bennük megy végbe az oxidációs reakció szakaszosan. Ráadásul a hő- és kinetikus energia helyett sejtjeink először cellás tüzelőanyagot hoznak létre." ATP.

Üzemanyagtartályaik tele vannak folyékony hidrogénnel és oxigénnel. Amikor a motorok beindulnak, a hidrogén oxidálódni kezd, és a hatalmas rakéta gyorsan az égbe repül. Talán ez hihetetlennek tűnik, és mégis: ugyanaz az energia, amely egy űrrakétát visz az ég felé, támogatja az életet testünk sejtjeiben is.

Kivéve, hogy a cellákban nem történik robbanás, és nem tör ki belőlük egy lángszál sem. Az oxidáció szakaszosan megy végbe, ezért a termikus és kinetikus energia helyett ATP-molekulák képződnek.

A kémiai reakciókban, amikor egyszerű molekulák között kötések jönnek létre, energia fogy el, és ha megszakad, energia szabadul fel.

A zöld növényekben a fotoszintézis folyamata során a napfény energiája energiává alakul. kémiai kötések, amely a szén-dioxid és a víz molekulái között keletkezik. Glükózmolekula keletkezik: CO 2 + H 2 O + Q (energia) = C 6 H 12 O 6.

A glükóz az emberek és a legtöbb állat fő energiaforrása.

Ennek az energiának az asszimilációs folyamatát „oxidatív foszforilációnak” nevezik. Az oxidáció során felszabaduló energiát (Q) azonnal felhasználják az adenozin-difoszforsav (ADP) foszforilezésére:

ADP+P+Q (energia)=ATP

Kiderült, hogy a sejt „univerzális energiavalutája” az adenozin-trifoszforsav (ATP). Bármikor, bármilyen célra használható hasznos a szervezet számára dolgozni vagy melegen maradni.

ATP®ADP+P+Q (energia)

A glükóz oxidációjának folyamata 2 szakaszból áll.

1. Anaerob (oxigénmentes) oxidáció vagy glikolízis megy végbe a sejt sima endoplazmatikus retikulumán. Ennek eredményeként a glükóz 2 részre szakad, és a felszabaduló energia elegendő két ATP-molekula szintetizálásához.

2. Aerob (oxigén) oxidáció. Két rész glükóz (2 molekula piroszőlősav) oxigén jelenlétében oxidatív reakciók sorozatát folytatja. Ez a szakasz a mitokondriumokban fordul elő, és a molekulák további lebomlásához és energia felszabadulásához vezet.

Egy glükózmolekula oxidációjának második szakaszának eredményeként 6 molekula szén-dioxid, 6 molekula víz és energia képződik, amely 36 molekula ATP szintéziséhez elegendő.

Nemcsak a glükózból nyert molekulák, hanem a lipidek, fehérjék, alkoholok és más energiaigényes vegyületek oxidációja eredményeként nyert molekulák is felhasználhatók szubsztrátként az oxidációhoz a második szakaszban.

Aktív forma ecetsav- Az A-CoA (acetil-koenzim A, vagy acetil-koenzim A) az köztes termék mindezen anyagok oxidációja (glükóz, aminosavak, zsírsavakés mások).

Az A-CoA a szénhidrát-, fehérje- és lipidanyagcsere metszéspontja.

A glükóz és más energiahordozó szubsztrátok feleslegével a szervezet elkezdi lerakni azokat. Ebben az esetben a glükóz a szokásos úton oxidálódik tejsavvá és piroszőlősavvá, majd A-CoA-vá. Ezenkívül az A-CoA a zsírsavak és zsírok molekuláinak szintézisének alapja, amelyek a bőr alatti zsírszövetben rakódnak le. Éppen ellenkezőleg, glükózhiány esetén az A-CoA-n keresztül szintetizálódik fehérjékből és zsírokból (glukoneogenezis).

Ha szükséges, bizonyos fehérjék felépítéséhez szükséges nem esszenciális aminosavak tartalékai pótolhatók.

Több mint egymilliárd év telt el az egysejtű szervezetek megjelenésétől a sejtmag „feltalálásáig”, és számos más újítás megszületéséig. Csak ezután nyílt meg az út az első többsejtű lények előtt, amelyek az állatok, növények és gombák három birodalmát teremtették meg. Az európai tudósok új magyarázatot terjesztettek elő erre az átalakulásra, amely ellentétes a korábban létező elképzelésekkel.

Általánosan elfogadott, hogy a prokariótákból előbb fejlettebb nukleáris sejtek születtek a régi energiamechanizmusokra támaszkodva, és csak később szereztek mitokondriumokat az újoncok. Ez utóbbiaknak fontos szerepet tulajdonítottak az eukarióták további fejlődésében, de nem az alapját képező sarokkő szerepét.

„Megmutattuk, hogy az első lehetőség nem fog működni. Ahhoz, hogy egy sejt komplexitást alakítson ki, mitokondriumokra van szüksége” – magyarázza Martin. „Hipotézisünk megcáfolja azt a hagyományos nézetet, hogy az eukarióta sejtekre való átmenethez csak a megfelelő mutációkra volt szükség” – visszhangozza Lane.

Együtt fejlődtek, miközben az endoszimbionta fokozatosan csiszolt egy képességet - az ATP-szintézist. Belső sejt mérete csökkent, és néhány kisebb génjét átvitte a sejtmagba. Így a mitokondriumok az eredeti DNS-nek csak azt a részét őrizték meg, amelyre szükségük volt ahhoz, hogy „élő erőműként” működjenek.

A sejten belüli mitokondriumok (zölden fluoreszkálnak). Betét: Martin (balra) és Lane. Az új kutatás részletei a Nature cikkében és az UCL sajtóközleményében találhatók (fotók: Douglas Kline, molevol.de, nick-lane.net).

A mitokondriumok megjelenése energia tekintetében a kocsi utáni rakéta feltalálásához hasonlítható, mert a magsejtek átlagosan ezerszer nagyobb térfogatúak, mint a mag nélküli sejtek.

Utóbbi, úgy tűnik, az eszköz mérete és összetettsége is növekedhet (van néhány szembetűnő példa). De ezen az úton az apró lények egy csapással szembesülnek: ahogy geometriailag nőnek, a felület és a térfogat aránya gyorsan csökken.

Eközben az egyszerű sejtek az őket fedő membrán segítségével energiát termelnek. Tehát egy nagy prokarióta sejtnek bőven van helye új géneknek, de egyszerűen nincs elég energiája ahhoz, hogy ezen „utasítások” szerint fehérjéket szintetizáljon.

A külső membrán redőinek pusztán növelése nem igazán segít a helyzeten (bár ilyen sejteket ismernek). Ezzel a teljesítménynövelési módszerrel az energiarendszer működésében fellépő hibák száma is megnő. A nem kívánt molekulák felhalmozódnak a sejtben, és elpusztíthatják azt.

A mitokondriumok száma (pirossal jelölve) egyetlen sejtben egy példánytól (főleg egysejtű eukariótákban) kétezerig (például emberi májsejtekben) változik (Odra Noel illusztrációja).

A mitokondriumok a természet zseniális találmánya. Számuk növelésével lehetőség nyílik a sejt energiaképességének növelésére anélkül, hogy a külső felületét megnövelnénk. Ezenkívül minden mitokondrium rendelkezik beépített vezérlő- és javító mechanizmusokkal.

És még egy plusz innováció: a mitokondriális DNS kicsi és nagyon gazdaságos. Másolása nem igényel sok erőforrást. De a baktériumok, hogy növeljék energiaképességüket, csak sok másolatot tudnak létrehozni teljes genomjukból. De az ilyen fejlődés gyorsan energiazsákutcához vezet.

Energia összehasonlítás különböző sejtekés diagramjaik. a) – átlagos prokarióta ( Escherichia), b) – nagyon nagy prokarióta ( Thiomargarita) és (c) átlagos eukarióta ( Euglena).
A diagramok a következőket mutatják (fentről lefelé): teljesítmény (watt) sejt grammonként (d), teljesítmény (femtowatt) génenként (e) és teljesítmény (pikowatt) haploid genomonként (f) (illusztrációk: Nick Lane, William Márton/Természet) .

A munka szerzői kiszámították, hogy egy átlagos eukarióta sejt elméletileg 200 ezerszer több gént hordozhat, mint egy átlagos baktérium. Az eukarióták egy sok polccal rendelkező könyvtárnak tekinthetők – töltsd meg könyvekkel kedvedre. Nos, a kibővített genom az alapja a sejt szerkezetének és anyagcseréjének további javításának, új szabályozó láncok megjelenésének.

Minden szervezet létezésének előfeltétele a tápanyagok állandó áramlása és állandó szelekció végtermékek kémiai reakciók sejtekben előforduló. A tápanyagokat az organizmusok atomforrásként használják fel kémiai elemek(elsősorban szénatomok), amelyekből minden szerkezet felépül vagy megújul. A tápanyagokon kívül vizet, oxigént és ásványi sókat is kap a szervezet. A sejtekbe belépő (vagy a fotoszintézis során szintetizálódó) szerves anyagok építőelemekre - monomerekre - bomlanak, és a test összes sejtjébe eljutnak. Ezen anyagok molekuláinak egy részét specifikus szerves anyagok szintézisére fordítják adott szervezetre. A sejtek fehérjéket, lipideket, szénhidrátokat szintetizálnak, nukleinsavakés egyéb olyan anyagok, amelyek teljesítenek különféle funkciókat(építési, katalitikus, szabályozó, védő stb.). Egy másik kis molekulatömegű rész szerves vegyületek, a sejtekbe jutva az ATP képzésére megy át, melynek molekulái közvetlenül a munkavégzésre szánt energiát tartalmazzák. Az energia szükséges a szervezet összes specifikus anyagának szintéziséhez, magasan rendezett szervezettségének fenntartásához, az anyagok aktív szállításához a sejteken belül, egyik sejtből a másikba, a test egyik részéből a másikba, az átvitelhez. ideg impulzusok, élőlények mozgása, karbantartása állandó hőmérséklet testek (madarakban és emlősökben) és egyéb célokra. Az anyagok sejtekben történő átalakulása során alakulnak ki végtermékek anyagcsere, amely mérgező lehet a szervezetre, és eltávolítható belőle (például ammónia). Így minden élő szervezet folyamatosan fogyaszt bizonyos anyagokat a környezetből, átalakítja azokat és végtermékeket bocsát ki a környezetbe. A szervezetben végbemenő kémiai reakciók összességét anyagcserének vagy anyagcserének nevezik. A folyamatok általános irányától függően katabolizmust és anabolizmust különböztetnek meg.

A katabolizmus (disszimiláció) olyan reakciók összessége, amelyek egyszerű vegyületek képződéséhez vezetnek összetettebb vegyületekből. A katabolikus reakciók közé tartoznak például a polimerek monomerekké történő hidrolízisének reakciói, és ez utóbbiak szén-dioxiddá, vízzé, ammóniává bomlása, azaz olyan energiacsere-reakciók, amelyek során a szerves anyagok oxidációja és az ATP szintézise megy végbe. Az anabolizmus (asszimiláció) összetett szerves anyagok egyszerűbbekből történő szintézisére irányuló reakciók összessége. Ide tartozik például a nitrogénkötés és a fehérje bioszintézis, a szénhidrátok szintézise szén-dioxidból és vízből a fotoszintézis során, poliszacharidok, lipidek, nukleotidok, DNS, RNS és egyéb anyagok szintézise. Az élő szervezetek sejtjeiben zajló anyagok szintézisét gyakran plasztikus anyagcserének nevezik, az anyagok lebomlását és oxidációját pedig az ATP szintézisével, -energia-anyagcsere. Az anyagcsere mindkét típusa bármely sejt, tehát minden szervezet élettevékenységének alapját képezi, és szorosan összefügg egymással. Az anabolizmus és a katabolizmus folyamatai a szervezetben dinamikus egyensúlyi állapotban vagy az egyik átmeneti dominanciájában vannak. Az anabolikus folyamatok túlsúlya a katabolikus folyamatokkal szemben a szövettömeg növekedéséhez és felhalmozódásához, a katabolikus folyamatok pedig a szöveti struktúrák részleges pusztulásához és energia felszabadulásához vezetnek. Az anabolizmus és a katabolizmus egyensúlyi vagy nem egyensúlyi állapota az életkortól függ. BAN BEN gyermekkor Az anabolizmus folyamatai dominálnak, a szenilis emberekben pedig a katabolizmus. Felnőtteknél ezek a folyamatok egyensúlyban vannak. Arányuk az egészségi állapottól és az ember által végzett fizikai vagy pszicho-érzelmi tevékenységtől is függ.

82. Nyitott termodinamikai rendszerek entrópiája, Prigogine egyenlete.

Az entrópia a szabadenergia disszipációjának mértéke, ezért bármely nyitott t/d rendszer stacionárius állapotban hajlamos minimalizálni a szabadenergia disszipációját. Ha a rendszer okok miatt eltért az stacionárius állapottól, akkor a rendszer minimális entrópia iránti vágya miatt belső változások lépnek fel benne, visszaállítva az álló állapotba. Nyitott rendszerű, termodinamikai. kommunikálni képes rendszerrel környezet anyag és energia. BAN BEN nyitott rendszer hőáramlás lehetséges mind a rendszerből, mind a rendszerbe.

Posztulátum I.R. Prigogine az, hogy egy nyitott rendszer entrópia dS általános változása történhet függetlenül vagy a külső környezet(deS), vagy belső irreverzibilis folyamatok miatt (diS): dS = deS + diS. Prigogine tétele. Rögzített külső paraméterekkel rendelkező stacionárius állapotokban a nyitott rendszerben az entrópiatermelés sebességét az irreverzibilis folyamatok előfordulása határozza meg, időben állandó és minimális nagyságrendű. diS / dt  min.