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Resumen sobre el tema:

"Componentes bioquímicos de la vida"

Introducción

La química moderna es un amplio complejo de ciencias que surgieron gradualmente durante su largo desarrollo histórico. El conocimiento práctico del hombre de los procesos químicos se remonta a la antigüedad. Durante muchos siglos, la explicación teórica de los procesos químicos se basó en la doctrina filosófica natural de los elementos-cualidades. En una forma modificada, sirvió de base para la alquimia, que surgió alrededor de los siglos III-IV. ANUNCIO y buscó resolver el problema de convertir los metales comunes en nobles. Sin embargo, al no lograr resolver este problema, los alquimistas desarrollaron una serie de técnicas para estudiar sustancias y descubrieron algunos compuestos químicos, lo que en cierta medida contribuyó al surgimiento de la química científica.

Visión química de la naturaleza, orígenes y estado actual.

La química se integra activamente con otras ciencias, lo que da como resultado el surgimiento de la bioquímica, la biología molecular, la cosmoquímica, la geoquímica y la biogeoquímica. Los primeros estudian los procesos químicos en los organismos vivos, la geoquímica, los patrones de comportamiento de los elementos químicos en la corteza terrestre. La biogeoquímica es la ciencia de los procesos de movimiento, distribución, dispersión y concentración de elementos químicos en la biosfera con la participación de organismos. El fundador de la biogeoquímica es V.I. Vernadsky. La cosmoquímica estudia la composición química de la materia en el Universo, su abundancia y distribución entre los cuerpos cósmicos individuales.

Se produjo un fuerte fortalecimiento de la relación entre la química y la biología como resultado de la creación de A.M.

La teoría de Butlerov sobre la estructura química de los compuestos orgánicos. Guiados por esta teoría, los químicos orgánicos entraron en competencia con la naturaleza. Las generaciones posteriores de químicos mostraron gran ingenio, trabajo, imaginación y búsqueda creativa para la síntesis dirigida de sustancias.

El desarrollo progresivo de la ciencia en el siglo XIX, que condujo al descubrimiento de la estructura del átomo y a un conocimiento detallado de la estructura y composición de la célula, abrió oportunidades prácticas para que químicos y biólogos trabajaran juntos en los problemas químicos de el estudio de la célula, sobre cuestiones sobre la naturaleza de los procesos químicos en los tejidos vivos y la condicionalidad de las funciones biológicas de las reacciones químicas.

Si nos fijamos en el metabolismo del cuerpo desde un punto de vista puramente químico, como lo hizo la IA. Oparin, veremos un conjunto de una gran cantidad de reacciones químicas relativamente simples y uniformes que, combinadas entre ellas a lo largo del tiempo, no ocurren al azar, sino en estricta secuencia, lo que da como resultado la formación de largas cadenas de reacciones. Y este orden está naturalmente dirigido a la constante autoconservación y autorreproducción de todo el sistema vivo en su conjunto en determinadas condiciones ambientales.

En una palabra, propiedades específicas de los seres vivos como el crecimiento, la reproducción, la movilidad, la excitabilidad y la capacidad de responder a cambios en el entorno externo están asociadas con ciertos complejos de transformaciones químicas.

La importancia de la química entre las ciencias que estudian la vida es sumamente grande. Fue la química la que reveló el papel más importante de la clorofila como base química de la fotosíntesis, la hemoglobina como base del proceso respiratorio, estableció la naturaleza química de la transmisión de la excitación nerviosa, determinó la estructura de los ácidos nucleicos, etc. Pero lo principal es que, objetivamente, los mecanismos químicos se encuentran en la base misma de los procesos y funciones biológicos de los seres vivos. Todas las funciones y procesos que ocurren en un organismo vivo pueden expresarse en el lenguaje de la química, en forma de procesos químicos específicos.

Por supuesto, sería un error reducir los fenómenos de la vida a procesos químicos. Esto sería una burda simplificación mecanicista. Y una clara indicación de esto es la especificidad de los procesos químicos en los sistemas vivos en comparación con los no vivos. El estudio de esta especificidad revela la unidad e interconexión de las formas químicas y biológicas del movimiento de la materia. Esto también se evidencia en otras ciencias que surgieron en la intersección de la biología, la química y la física: la bioquímica, la ciencia del metabolismo y los procesos químicos en los organismos vivos; química bioorgánica: la ciencia de la estructura, funciones y vías de síntesis de los compuestos que forman los organismos vivos; la biología física y química como ciencia del funcionamiento de sistemas complejos de transmisión de información y la regulación de procesos biológicos a nivel molecular, así como la biofísica, la química biofísica y la biología de las radiaciones.

Los mayores logros de este proceso fueron la identificación de productos químicos del metabolismo celular (metabolismo en plantas, animales, microorganismos), el establecimiento de vías biológicas y ciclos de biosíntesis de estos productos; se realizó su síntesis artificial, se descubrió la base material del mecanismo molecular regulador y hereditario y se aclaró en gran medida la importancia de los procesos químicos y la energía de los procesos en las células y en los organismos vivos en general.

Hoy en día, la aplicación de principios biológicos, que concentran la experiencia de adaptar organismos vivos a las condiciones de la Tierra durante muchos millones de años, y la experiencia de crear los mecanismos y procesos más avanzados, adquiere especial importancia para la química. Ya se han logrado ciertos logros en este camino.

Hace más de un siglo, los científicos se dieron cuenta de que la base de la excepcional eficiencia de los procesos biológicos es la biocatálisis. Por lo tanto, los químicos se propusieron crear una nueva química basada en la experiencia catalítica de la naturaleza viva. Introducirá un nuevo control de los procesos químicos, donde se comenzarán a aplicar los principios de síntesis de moléculas similares, basándose en el principio de las enzimas se crearán catalizadores con tal variedad de cualidades que superarán con creces a las existentes en nuestra industria.

A pesar de que las enzimas tienen propiedades comunes inherentes a todos los catalizadores, no son idénticas a estos últimos, ya que funcionan dentro de los sistemas vivos. Por lo tanto, todos los intentos de utilizar la experiencia de la naturaleza viva para acelerar procesos químicos en el mundo inorgánico enfrentan serias limitaciones. Por ahora, sólo podemos hablar de modelar algunas de las funciones de las enzimas y utilizar estos modelos para un análisis teórico de la actividad de los sistemas vivos, así como del uso parcialmente práctico de enzimas aisladas para acelerar determinadas reacciones químicas.

Aquí, la dirección más prometedora, obviamente, es la investigación centrada en la aplicación de los principios de la biocatálisis en la química y la tecnología química, para lo cual es necesario estudiar toda la experiencia catalítica de la naturaleza viva, incluida la experiencia de la formación de la enzima. sí mismo, una célula e incluso un organismo.

La teoría del autodesarrollo de sistemas catalíticos abiertos elementales, en su forma más general, propuesta por el profesor de la Universidad Estatal de Moscú A.P. Rudenko en 1964, plantea una teoría general de la evolución química y la biogénesis. Resuelve cuestiones sobre las fuerzas impulsoras y los mecanismos del proceso evolutivo, es decir, sobre las leyes de la evolución química, sobre la selección de elementos y estructuras y su causalidad, sobre el apogeo de la organización química y la jerarquía de los sistemas químicos como consecuencia. de la evolución.

El núcleo teórico de esta teoría es la posición de que la evolución química representa el autodesarrollo de los sistemas catalíticos y, por tanto, los catalizadores son la sustancia en evolución. Durante la reacción, se produce una selección natural de aquellos centros catalíticos que tienen mayor actividad. El autodesarrollo, la autoorganización y la autocomplicación de los sistemas catalíticos se producen debido al flujo constante de energía transformada. Y dado que la principal fuente de energía es la reacción básica, las máximas ventajas evolutivas las obtienen los sistemas catalíticos que se desarrollan a partir de reacciones exotérmicas. Por tanto, la reacción básica no es sólo una fuente de energía, sino también una herramienta para seleccionar los cambios evolutivos más progresivos en los catalizadores.

Desarrollando estos puntos de vista, A.P. Rudenko formuló la ley básica de la evolución química, según la cual con mayor velocidad y probabilidad se forman aquellas vías de cambios evolutivos en el catalizador, según las cuales se produce un aumento máximo de su actividad absoluta.

Una consecuencia práctica de la teoría del autodesarrollo de sistemas catalíticos abiertos es la llamada "tecnología no estacionaria", es decir, tecnología con condiciones de reacción cambiantes. Hoy en día, los investigadores han llegado a la conclusión de que el régimen estacionario, cuya estabilización segura parecía ser la clave para una alta eficiencia del proceso industrial, es sólo un caso especial del régimen no estacionario. Al mismo tiempo, se descubrieron muchos regímenes no estacionarios que contribuyen a la intensificación de la reacción.

Actualmente, ya son visibles las perspectivas de aparición y desarrollo de nueva química, a partir de la cual se crearán tecnologías industriales que produzcan pocos residuos, no generen residuos y ahorren energía.

Hoy en día, los químicos han llegado a la conclusión de que, utilizando los mismos principios sobre los que se basa la química de los organismos, en el futuro (sin repetir exactamente la naturaleza) será posible construir una química fundamentalmente nueva, un nuevo control de los procesos químicos, donde se comenzarán a aplicar los principios de la síntesis de moléculas similares. Se prevé crear convertidores que aprovechen la luz solar con alta eficiencia, convirtiéndola en energía química y eléctrica, así como la energía química en luz de alta intensidad.

Para dominar la experiencia catalítica de la naturaleza viva y aplicar los conocimientos adquiridos en la producción industrial, los químicos han esbozado una serie de métodos prometedores.

Primero - desarrollo de investigaciones en el campo de la catálisis de complejos metálicos centrándose en objetos relevantes de la naturaleza viva. Esta catálisis se enriquece con técnicas utilizadas por los organismos vivos en reacciones enzimáticas, así como con métodos de catálisis heterogénea clásica.

Segunda forma consiste en modelar biocatalizadores. Actualmente, mediante selección artificial de estructuras, se han podido construir modelos de muchas enzimas caracterizadas por una alta actividad y selectividad, a veces casi iguales a los originales, o con mayor simplicidad estructural.

Sin embargo, los modelos resultantes aún no pueden sustituir a los biocatalizadores naturales de los sistemas vivos. En esta etapa del desarrollo del conocimiento químico, este problema es extremadamente difícil de resolver. Se aísla una enzima de un sistema vivo, se determina su estructura y se introduce en la reacción para realizar funciones catalíticas. Pero actúa por poco tiempo y se destruye rápidamente, ya que se aísla del todo, de la célula. Una célula entera con todo su aparato enzimático es un objeto más importante que una parte aislada de ella.

Tercera vía Dominar los mecanismos del laboratorio de la naturaleza viva está asociado con los logros de la química de los sistemas inmovilizados. La esencia de la inmovilización es fijar enzimas aisladas de un organismo vivo sobre una superficie sólida mediante adsorción, lo que las transforma en un catalizador heterogéneo y asegura su estabilidad y acción continua.

Cuarto camino en el desarrollo de investigaciones centradas en la aplicación de los principios de la biocatálisis en la química y la tecnología química, se caracteriza por la formulación de la tarea más amplia: el estudio y dominio de toda la experiencia catalítica de la naturaleza viva, incluida la formación de una enzima, célula e incluso organismo. Esta es la etapa en la que se establecen los fundamentos de la química evolutiva como ciencia eficaz con sus funciones operativas. Los científicos afirman que se trata de un movimiento de la ciencia química hacia una tecnología química fundamentalmente nueva con la perspectiva de crear análogos de sistemas vivos. La solución a este problema ocupará un lugar crucial en la creación de la química del futuro.

Elementos químicos en el cuerpo humano.

elemento catalítico de biocatálisis química

Todos los organismos vivos de la Tierra, incluidos los humanos, están en estrecho contacto con el medio ambiente. Los alimentos y el agua potable contribuyen a la entrada de casi todos los elementos químicos en el organismo. Se introducen y eliminan del cuerpo todos los días. Los análisis han demostrado que la cantidad de elementos químicos individuales y su proporción en el cuerpo sano de diferentes personas es aproximadamente la misma.

La opinión de que casi todos los elementos de la tabla periódica se pueden encontrar en el cuerpo humano por D.I. Mendeleev, se vuelve habitual. Sin embargo, las suposiciones de los científicos van más allá: no sólo todos los elementos químicos están presentes en un organismo vivo, sino que cada uno de ellos realiza algún tipo de función biológica. Es muy posible que esta hipótesis no se confirme. Sin embargo, a medida que avanzan las investigaciones en esta dirección, se revela el papel biológico de un número cada vez mayor de elementos químicos. Sin duda, el tiempo y el trabajo de los científicos arrojarán luz sobre este tema.

Bioactividad de elementos químicos individuales. Se ha establecido experimentalmente que los metales constituyen aproximadamente el 3% (en peso) del cuerpo humano. Eso es mucho. Si tomamos la masa de una persona como 70 kg, entonces la proporción de metales es 2,1 kg. La masa se distribuye entre los metales individuales de la siguiente manera: calcio (1700 g), potasio (250 g), sodio (70 g), magnesio (42 g), hierro (5 g), zinc (3 g). El resto proviene de microelementos. Si la concentración de un elemento en el organismo supera el 10,2%, se considera un macroelemento. Los microelementos se encuentran en el cuerpo en concentraciones del 10 3 -10 5%. . Si la concentración de un elemento es inferior al 10,5%, se considera un ultramicroelemento. Las sustancias inorgánicas en un organismo vivo se encuentran en diversas formas. La mayoría de los iones metálicos forman compuestos con objetos biológicos. Ya se ha establecido que muchas enzimas (catalizadores biológicos) contienen iones metálicos. Por ejemplo, el manganeso se incluye en 12 enzimas diferentes, el hierro en 70, el cobre en 30 y el zinc en más de 100. Naturalmente, la falta de estos elementos debería afectar el contenido de las enzimas correspondientes y, por tanto, el funcionamiento normal. del cuerpo. Por tanto, las sales metálicas son absolutamente necesarias para el funcionamiento normal de los organismos vivos. Esto también fue confirmado por experimentos con una dieta sin sal, que se utilizó para alimentar a los animales de experimentación. Para ello, se eliminaron las sales de los alimentos mediante lavados repetidos con agua. Resultó que el consumo de esos alimentos provocaba la muerte de los animales.

Seis elementos cuyos átomos forman parte de proteínas y ácidos nucleicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre. A continuación, cabe destacar doce elementos, cuyo papel e importancia para la vida de los organismos se conoce: cloro, yodo, sodio, potasio, magnesio, calcio, manganeso, hierro, cobalto, cobre, zinc, molibdeno. En la literatura existen indicios de la manifestación de actividad biológica por vanadio, cromo, níquel y cadmio.

Hay una gran cantidad de elementos que son venenos para un organismo vivo, por ejemplo, mercurio, talio, cerdos, etc. Tienen un efecto biológico adverso, pero el cuerpo puede funcionar sin ellos. Existe la opinión de que el motivo de la acción de estos venenos está asociado con el bloqueo de ciertos grupos en las moléculas de proteínas o con el desplazamiento del cobre y el zinc de ciertas enzimas. Hay elementos que son venenosos en cantidades relativamente grandes, pero que en bajas concentraciones tienen un efecto beneficioso sobre el organismo. Por ejemplo, el arsénico es un veneno fuerte que altera el sistema cardiovascular y afecta el hígado y los riñones, pero los médicos lo recetan en pequeñas dosis para mejorar el apetito de una persona. Los científicos creen que las microdosis de arsénico aumentan la resistencia del cuerpo a los microbios dañinos. El gas mostaza es una sustancia tóxica fuerte ampliamente conocida. S(CH) 2 CH 2 C1) 2 . Sin embargo, diluido 20.000 mil veces con vaselina bajo el nombre de “psoriasina”, se utiliza contra los líquenes escamosos. La farmacoterapia moderna todavía no puede prescindir de un número importante de fármacos que contienen metales tóxicos. ¿Cómo no recordar el dicho de que en pequeñas cantidades cura, pero en grandes cantidades paraliza?

Curiosamente, el cloruro de sodio (sal de mesa) en un exceso diez veces mayor en el cuerpo en comparación con los niveles normales es venenoso. El oxígeno, que una persona necesita para respirar, tiene un efecto tóxico en altas concentraciones y especialmente bajo presión. De estos ejemplos queda claro que la concentración de un elemento en el cuerpo a veces juega un papel muy importante y, a veces, catastrófico.

El hierro forma parte de la hemoglobina sanguínea, o más precisamente de los pigmentos rojos de la sangre, que se unen de forma reversible al oxígeno molecular. La sangre de un adulto contiene aproximadamente 2,6 g de hierro. En el proceso de la vida, el cuerpo constantemente descompone y sintetiza hemoglobina. Para restaurar el hierro perdido con la descomposición de la hemoglobina, una persona necesita una ingesta diaria de aproximadamente 25 mg. La falta de hierro en el cuerpo provoca una enfermedad: la anemia. Sin embargo, el exceso de hierro en el organismo también es perjudicial. Se asocia con siderosis de los ojos y los pulmones, una enfermedad provocada por el depósito de compuestos de hierro en los tejidos de estos órganos. La falta de cobre en el cuerpo provoca la destrucción de los vasos sanguíneos. Además, se cree que su deficiencia provoca cáncer. En algunos casos, los médicos asocian el cáncer de pulmón en personas mayores con una disminución del cobre en el cuerpo relacionada con la edad. Sin embargo, el exceso de cobre provoca trastornos mentales y parálisis de algunos órganos (enfermedad de Wilson). Sólo grandes cantidades de compuestos de cobre causan daño a los humanos. En pequeñas dosis, se utilizan en medicina como astringente y bacteriostasis (inhibiendo el crecimiento y la reproducción de bacterias). Por ejemplo, sulfato de cobre (II) CuSO 4 Se utiliza en el tratamiento de la conjuntivitis en forma de gotas para los ojos (solución al 0,25%), así como para la cauterización del tracoma en forma de lápices para los ojos (una aleación de sulfato de cobre (II), nitrato de potasio, alumbre y alcanfor). En caso de quemaduras de la piel con fósforo, se humedece abundantemente con una solución al 5% de sulfato de cobre (II).

La propiedad bactericida (que provoca la muerte de varias bacterias) de la plata y sus sales se ha observado desde hace mucho tiempo. Por ejemplo, en medicina, una solución de plata coloidal (collargol) se usa para lavar heridas purulentas, la vejiga con cistitis crónica y uretritis, así como en forma de gotas para los ojos con conjuntivitis purulenta y blenorrea. Nitrato de plata AgNO 3 en forma de lápices se utilizan para cauterizar verrugas, granulaciones, etc. En soluciones diluidas (0,1-0,25%) se utiliza como agente astringente y antimicrobiano para lociones y también como colirio. Los científicos creen que el efecto cauterizante del nitrato de plata está asociado con su interacción con las proteínas de los tejidos, lo que conduce a la formación de sales proteicas de plata: albuminatos.

Actualmente, sin duda se ha establecido que todos los organismos vivos se caracterizan por el fenómeno de la asimetría iónica: la distribución desigual de iones dentro y fuera de la célula. Por ejemplo, dentro de las células de las fibras musculares, del corazón, del hígado y de los riñones hay un mayor contenido de iones de potasio en comparación con el contenido extracelular. La concentración de iones de sodio, por el contrario, es mayor fuera de la célula que dentro de ella. La presencia de un gradiente de concentración de potasio y sodio es un hecho establecido experimentalmente. Los investigadores están preocupados por el misterio de la naturaleza de la bomba de potasio-sodio y su funcionamiento. Los esfuerzos de muchos equipos de científicos, tanto en nuestro país como en el extranjero, están encaminados a solucionar este problema. Curiosamente, a medida que el cuerpo envejece, el gradiente de concentración de iones de potasio y sodio en el límite celular disminuye. Cuando ocurre la muerte, la concentración de potasio y sodio dentro y fuera de la célula se iguala inmediatamente.

La función biológica de los iones de litio y rubidio en un cuerpo sano aún no está clara. Sin embargo, existe evidencia de que al introducirlos en el cuerpo es posible tratar una de las formas de psicosis maníaco-depresiva.

Los biólogos y médicos saben muy bien que los glucósidos desempeñan un papel importante en el cuerpo humano. Algunos glucósidos naturales (extraídos de plantas) actúan activamente sobre el músculo cardíaco, mejorando las funciones contráctiles y disminuyendo la frecuencia cardíaca. Si una gran cantidad de glucósido cardíaco ingresa al cuerpo, puede ocurrir un paro cardíaco completo. Algunos iones metálicos afectan la acción de los glucósidos. Por ejemplo, cuando se introducen iones de magnesio en la sangre, se debilita el efecto de los glucósidos sobre el músculo cardíaco, mientras que los iones de calcio, por el contrario, aumentan el efecto de los glucósidos cardíacos.

Algunos compuestos de mercurio también son extremadamente venenosos. Se sabe que los iones de mercurio (II) pueden unirse fuertemente a las proteínas. Efecto venenoso del cloruro de mercurio (II) HgCl 2 (sublimar) se manifiesta principalmente en necrosis (muerte) de los riñones y la mucosa intestinal. Como resultado del envenenamiento por mercurio, los riñones pierden su capacidad de excretar productos de desecho de la sangre.

Curiosamente, el cloruro de mercurio (I) Hg 2 CL 2 (nombre antiguo calomelano) es inofensivo para el cuerpo humano. Probablemente esto se deba a la solubilidad extremadamente baja de la sal, por lo que los iones de mercurio no ingresan al cuerpo en cantidades notables.

Cianuro de potasio (Cianuro de potasio) KCN- sal de ácido cianhídrico HCN. Ambos compuestos son venenos potentes y de acción rápida.

En caso de intoxicación aguda con ácido cianhídrico y sus sales, se pierde el conocimiento, se produce parálisis respiratoria y cardíaca. En la etapa inicial de intoxicación, una persona experimenta mareos, sensación de presión en la frente, dolor de cabeza agudo, respiración acelerada y palpitaciones. Los primeros auxilios en caso de intoxicación por ácido cianhídrico y sus sales son aire fresco, respiración de oxígeno y calor. Los antídotos son el nitrito de sodio. NaNO 2 y compuestos nitro orgánicos: nitrito de amilo C 5 h 11 ONO y nitrito de propilo C 3 h 7 ONO. Se cree que el efecto del nitrito de sodio se reduce a la conversión de hemoglobina en metahemoglobina. Este último une firmemente los iones de cianuro en cianmetagemoglobina. De esta forma, las enzimas respiratorias se liberan de los iones de cianuro, lo que conduce a la restauración de la función respiratoria de las células y tejidos.

Los compuestos que contienen azufre se utilizan ampliamente como antídoto contra el ácido cianhídrico: azufre coloidal, tiosulfato de sodio. N / A 2 S 2 oh 3 , tetrationato de sodio N / A 2 S 4 oh 6 , así como compuestos orgánicos que contienen azufre, en particular aminoácidos: glutatión, cisteína, cistina. El ácido cianhídrico y sus sales, al reaccionar con azufre, se convierten en tiocianatos de acuerdo con la ecuación

HCN+S > HNCS

Los tiocianatos son completamente inofensivos para el cuerpo humano.

Desde la antigüedad, en caso de peligro de intoxicación por cianuro, se recomendaba mantener un trozo de azúcar debajo de la mejilla. En 1915, los químicos alemanes Rupp y Golze demostraron que la glucosa reacciona con el ácido cianhídrico y algunos cianuros para formar el compuesto no tóxico glucosacianhidrina:

OH OH OH OH N OH OH OH OH N

| | | | | | | | | | | |

CH 2 -CH-CH-CH-CH-C = O + HCN > CH 2 -CH-CH-CH-CH-C-OH

glucosa cianhidrina glucosa

El plomo y sus compuestos son venenos bastante fuertes. En el cuerpo humano, el plomo se acumula en los huesos, el hígado y los riñones.

Los compuestos del elemento químico talio, considerado raro, son muy tóxicos.

Cabe señalar que todos los metales no ferrosos y especialmente los pesados ​​(ubicados al final de la tabla periódica) son venenosos en cantidades superiores a las permitidas.

El dióxido de carbono se encuentra en grandes cantidades en el cuerpo humano y, por tanto, no puede ser venenoso. En 1 hora, un adulto exhala aproximadamente 20 litros (unos 40 g) de este gas. Durante el trabajo físico, la cantidad de dióxido de carbono exhalado aumenta a 35 litros. Se forma como resultado de la combustión de carbohidratos y grasas en el cuerpo. Sin embargo, con un alto contenido CO 2 La asfixia se produce en el aire debido a la falta de oxígeno. Duración máxima de la estancia de una persona en una habitación con concentración. CO 2 hasta el 20% (en volumen) no debe exceder las 2 horas. En Italia hay una cueva muy conocida ("Cueva del Perro"), en la que una persona puede permanecer de pie durante mucho tiempo, y un perro que entra en ella se asfixia y muere. El hecho es que aproximadamente hasta la cintura de una persona, la cueva está llena de dióxido de carbono pesado (en comparación con el nitrógeno y el oxígeno). Dado que la cabeza de la persona está en el espacio aéreo, no siente ninguna molestia. A medida que el perro crece, se encuentra en una atmósfera de dióxido de carbono y, por tanto, se asfixia.

Los médicos y biólogos han descubierto que cuando los carbohidratos se oxidan en el cuerpo a agua y dióxido de carbono, se libera una molécula de oxígeno por cada molécula de oxígeno consumida. CO 2 . Por lo tanto, la proporción de los seleccionados CO 2 absorbido ACERCA DE 2 (el valor del coeficiente respiratorio) es igual a uno. En el caso de la oxidación de grasas, el coeficiente respiratorio es aproximadamente de 0,7. En consecuencia, al determinar el valor del coeficiente respiratorio, se puede juzgar qué sustancias se queman predominantemente en el cuerpo. Se ha establecido experimentalmente que durante cargas musculares breves pero intensas, la energía se obtiene mediante la oxidación de carbohidratos, y durante los ejercicios de larga duración, la energía se obtiene principalmente mediante la combustión de grasas. Se cree que el cambio del cuerpo a la oxidación de grasas está asociado con el agotamiento de las reservas de carbohidratos, que generalmente se observa entre 5 y 20 minutos después del inicio del trabajo muscular intenso.

Antídotos

Los antídotos son sustancias que eliminan los efectos de los venenos en las estructuras biológicas e inactivan los venenos mediante sustancias químicas.

Sal de sangre amarilla k 4 Forma compuestos poco solubles con iones de muchos metales pesados. Esta propiedad se utiliza en la práctica para tratar el envenenamiento con sales de metales pesados.

Un buen antídoto contra el envenenamiento con compuestos de arsénico, mercurio, plomo, cadmio, níquel, cromo, cobalto y otros metales es el unithiol:

CH 2 -CH-CH 2 ENTONCES 3 na h 2 ACERCA DE

La leche es un antídoto universal.

Conclusión

La bioquímica moderna está representada por muchas direcciones diferentes en el desarrollo del conocimiento sobre la naturaleza de la materia y los métodos de su transformación. Al mismo tiempo, la química no es sólo una suma de conocimientos sobre sustancias, sino un sistema de conocimientos altamente ordenado y en constante desarrollo que ocupa un lugar entre otras ciencias naturales.

La química estudia la diversidad cualitativa de los portadores materiales de los fenómenos químicos, la forma química del movimiento de la materia.

Una de las razones objetivas más importantes para distinguir la química como una disciplina independiente de las ciencias naturales es el reconocimiento de la especificidad de la química, la relación de sustancias, que se manifiesta, en primer lugar, en un complejo de fuerzas y varios tipos de interacciones que determinan la existencia de compuestos di y poliatómicos. Este complejo suele caracterizarse como un enlace químico que surge o se rompe durante la interacción de partículas en el nivel atómico de organización de la materia. La aparición de un enlace químico se caracteriza por una redistribución significativa de la densidad electrónica en comparación con la simple posición de la densidad electrónica de átomos no unidos o fragmentos atómicos acercados a la distancia del enlace. Esta característica separa con mayor precisión un enlace químico de varios tipos de manifestaciones de interacciones intermoleculares.

El continuo aumento constante del papel de la bioquímica como ciencia en el marco de las ciencias naturales va acompañado del rápido desarrollo de investigaciones fundamentales, complejas y aplicadas, el desarrollo acelerado de nuevos materiales con propiedades específicas y nuevos procesos en el campo de la tecnología de producción. y procesamiento de sustancias.

Bibliografía

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El estudio de la química de los organismos vivos, es decir. bioquímica, está estrechamente relacionado con el rápido desarrollo general de la biología en el siglo XX. La importancia de la bioquímica. es que proporciona una comprensión fundamental de la fisiología, en otras palabras, una comprensión de cómo funcionan los sistemas biológicos.

Esto, a su vez, encuentra aplicación en la agricultura (creación de pesticidas, herbicidas, etc.); en medicina (incluida toda la industria farmacéutica); en diversas industrias de fermentación, que nos suministran una amplia gama de productos, entre ellos productos de panadería; finalmente, en todo lo relacionado con la alimentación y la nutrición, es decir, en dietética, en tecnología de producción de alimentos y en la ciencia de su almacenamiento. Con bioquímica También está asociado el surgimiento de una serie de nuevas áreas prometedoras en biología, como la ingeniería genética, la biotecnología o un enfoque molecular para el estudio de enfermedades genéticas.

Bioquímica También juega un importante papel unificador en biología. Cuando se consideran los organismos vivos a nivel bioquímico, lo que más llama la atención no son tanto las diferencias entre ellos como sus similitudes.

Elementos que se encuentran en los organismos vivos.

Elementos que se encuentran en los organismos vivos.

Hay alrededor de 100 que se encuentran en la corteza terrestre. elementos químicos, pero sólo 16 de ellos son necesarios para la vida. Los cuatro elementos más abundantes en los organismos vivos (en orden decreciente de número de átomos) son hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno.

Representan más del 90% tanto de la masa como del número de átomos que forman todos los organismos vivos. Sin embargo, en la primera tierra cuatro lugares en términos de prevalencia Ocupan oxígeno, silicio, aluminio y sodio. El significado biológico del hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el carbono está asociado principalmente a su valencia, igual a 1, 2, 3 y 4, respectivamente, así como a su capacidad para formar enlaces covalentes más fuertes que otros elementos de la misma valencia.

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bioquímica general trata de las leyes generales de la composición química y el metabolismo de diversos seres vivos, desde los microorganismos más pequeños hasta los humanos. Resultó que estos patrones se repiten en gran medida.

bioquímica privada se ocupa de las peculiaridades de los procesos químicos que ocurren en grupos individuales de seres vivos. Por ejemplo, los procesos bioquímicos en plantas, animales, hongos y microorganismos tienen características propias y, en algunos casos, muy significativas.

Bioquímica funcional se ocupa de las peculiaridades de los procesos bioquímicos que ocurren en organismos individuales asociados con las características de su estilo de vida. La dirección de la bioquímica funcional que estudia el efecto del ejercicio físico en el cuerpo del deportista se llama bioquímica del deporte obioquímica deportiva.

El desarrollo de la cultura física y el deporte requiere que deportistas y entrenadores tengan buenos conocimientos en el campo de la bioquímica. Esto se debe al hecho de que sin comprender cómo funciona el cuerpo a nivel químico y molecular, es difícil tener esperanzas de éxito en los deportes modernos. Muchas técnicas de entrenamiento y recuperación hoy en día se basan en una comprensión profunda de cómo funciona el cuerpo a nivel subcelular y molecular. Sin un conocimiento profundo de los procesos bioquímicos es imposible luchar contra el dopaje, un mal que puede arruinar el deporte.

1. Composición elemental de los organismos.

El cuerpo humano incluye elementos químicos que también se encuentran en la naturaleza inanimada. Sin embargo, en términos de la composición cuantitativa de los elementos químicos, los organismos vivos difieren significativamente de la naturaleza inanimada. Por ejemplo, el contenido cuantitativo de hierro y silicio en la naturaleza inanimada es significativamente mayor que en los organismos vivos. Un rasgo característico de los organismos vivos es su alto contenido de carbono, que se asocia al predominio de compuestos orgánicos en ellos.

El cuerpo humano se compone de elementos estructurales: C-carbono, O-oxígeno, H-hidrógeno, N-nitrógeno, Ca-calcio, Mg-magnesio, Na-sodio, K-potasio, S-azufre, P-fósforo, Cl- cloro. Por ejemplo, el H2O, una molécula de agua, consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El 70-80% del cuerpo humano se compone de agua. Sin embargo, los fluidos del cuerpo humano, de sus células y de su sangre, contienen, además de agua, cloruro de sodio al 0,9% (NaCl), cuya molécula se compone de sodio y cloro. Todos los procesos bioquímicos ocurren precisamente en una solución acuosa de sal de mesa al 0,9%, que se llama solución fisiológica. Por lo tanto, incluso los medicamentos inyectables y goteros se disuelven en solución salina.

El cuerpo humano contiene alrededor de 3 kg de minerales, lo que representa el 4% del peso corporal. La composición mineral del cuerpo es muy diversa y en ella se puede encontrar casi toda la tabla periódica.

Los minerales se distribuyen de manera extremadamente desigual en el cuerpo. En la sangre, los músculos y los órganos internos, el contenido de minerales es bajo: alrededor del 1%. Pero en los huesos, los minerales representan aproximadamente la mitad de la masa. El esmalte dental es 98% mineral.

Las formas de existencia de los minerales en el organismo también son variadas.

En primer lugar, en los huesos se encuentran en forma de sales insolubles.

En segundo lugar, los elementos minerales pueden formar parte de compuestos orgánicos.

En tercer lugar, los elementos minerales pueden estar presentes en el organismo en forma de iones.

La necesidad diaria de minerales es pequeña y ingresan al cuerpo con los alimentos. Su cantidad en los alimentos suele ser suficiente. Sin embargo, en casos raros es posible que no sean suficientes. Por ejemplo, en algunas zonas no hay suficiente yodo, en otras hay un exceso de magnesio y calcio.

Los minerales se excretan del cuerpo de tres formas: en la orina, en los intestinos (en las heces y con el sudor) en la piel.

El papel biológico de estas sustancias es muy diverso.

Se encontraron alrededor de 90 elementos de la tabla DI en los cuerpos humanos y animales. Mendeleev. Elementos químicos biogénicos.– elementos químicos presentes en los organismos vivos. En función de su contenido cuantitativo, se suelen dividir en varios grupos:

Macroelementos.

Microelementos.

Ultramicroelementos.

Si la fracción de masa de un elemento en el cuerpo excede el 10-2%, entonces se debe considerar macronutriente. Compartir microelementos en el cuerpo es 10 -3 -10 -5%. Si el contenido de un elemento es inferior al 10-5%, se considera ultramicroelemento. Por supuesto, tal gradación es arbitraria. A través de él, el magnesio ingresa a la región intermedia entre macro y microelementos.

Los minerales en el cuerpo humano se encuentran en diferentes estados. De acuerdo con esto, se manifiesta su acción.

Uno de las formas: esto es cuando son parte integral de sustancias orgánicas. Por ejemplo, el azufre es parte de los aminoácidos cisteína y metionina, el hierro es un componente de la hemoglobina, el yodo es un componente de la hormona tiroidea (tiroxina), el fósforo está presente en una variedad de compuestos orgánicos: ATP, ADP y otros nucleótidos. , ácidos nucleicos, fosfátidos (lecitinas y cefalinas), diversos ésteres con hexosas, triosas, etc.

Segundo forma: son depósitos duraderos e insolubles de dióxido de carbono, fosfato de calcio y sales de magnesio, fluoruro y otras sales en los tejidos duros: en huesos, dientes, cuernos, pezuñas, plumas, etc. Constituyen su esqueleto mineral.

Y tercero forma: sustancias minerales disueltas en fluidos tisulares. Este grupo de minerales aporta una serie de condiciones necesarias para preservar los procesos vitales del organismo. Estas condiciones incluyen la presión osmótica, la reacción ambiental, el estado coloidal de las proteínas, el estado del sistema nervioso, etc. Estas condiciones, a su vez, dependen de la cantidad de elementos minerales, su proporción y las características cualitativas de estos últimos.

Toda la diversidad de sustancias en el mundo animal y vegetal se construye a partir de un número relativamente pequeño de componentes iniciales. Estos son elementos químicos y sustancias químicas. De los 107 elementos químicos conocidos, 60 se han encontrado en organismos vivos, pero sólo 22 se encuentran en concentraciones que no permiten que este elemento sea considerado una impureza aleatoria. Todos los elementos químicos que se encuentran en los organismos vivos, según su concentración en las células, se dividen en tres grupos:

Macronutrientes: C, H, O, N, P, S, Cl, Na, K, Ca.

Su participación representa más del 0,01%. La cantidad de macronutrientes se muestra en la tabla; Microelementos: Fe, Mg, Zn, Cu, Co, J, Br, V, F, Mo, Al, Si, etc.

Su participación oscila entre el 0,01 y el 0,000001%;

Ultramicroelementos: Hg, Au, Ag, Ra, etc. Su participación es inferior al 0,000001%.

Elementos

Macronutrientes Constituyen aproximadamente el 99,9% de la masa celular y se pueden dividir en dos grupos. Principal Los elementos químicos biogénicos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno) constituyen el 98% de la masa de todas las células vivas. Forman la base de compuestos orgánicos y también forman agua, que está presente en cantidades significativas en todos los sistemas vivos. El segundo grupo de macroelementos incluye fósforo, potasio, azufre, cloro, calcio, magnesio, sodio, hierro, en total 1,9%. Son extremadamente importantes para asegurar la vida de los organismos, sin ellos la existencia de cualquier ser vivo es imposible.

Sodio y potasio Están presentes en el cuerpo en forma de iones. Los iones de sodio se encuentran fuera de las células, mientras que los iones de potasio se concentran dentro de la célula. Estos iones desempeñan un papel importante en la creación de presión osmótica y potencial celular, que son necesarios para la función normal del miocardio.

Potasio. Aproximadamente el 90% del potasio se encuentra dentro de las células. Junto con otras sales, proporciona presión osmótica; participa en la transmisión de impulsos nerviosos; regulación del metabolismo agua-sal; favorece la eliminación de agua y, en consecuencia, de toxinas del organismo; mantiene el equilibrio ácido-base del ambiente interno del cuerpo; participa en la regulación de la actividad del corazón y otros órganos; Necesario para el funcionamiento de varias enzimas.

El potasio se absorbe bien en los intestinos y su exceso se elimina rápidamente del cuerpo a través de la orina. El requerimiento diario de potasio para un adulto es de 2000 a 4000 mg. Aumenta con la sudoración excesiva, el uso de diuréticos y enfermedades cardíacas y hepáticas. El potasio no es un nutriente nutricionalmente deficiente y la deficiencia de potasio no ocurre con una dieta variada. La deficiencia de potasio en el cuerpo aparece cuando se altera la función de los sistemas neuromuscular y cardiovascular, se produce somnolencia, disminución de la presión arterial y arritmias cardíacas. En tales casos, se prescribe una dieta de potasio.

La mayor parte del potasio ingresa al cuerpo a través de alimentos vegetales. Sus fuentes ricas son los albaricoques, ciruelas pasas, pasas, espinacas, algas, judías, guisantes, patatas y otras verduras y frutas (100 - 600 mg/100 g de producto). La crema agria, el arroz y el pan elaborado con harina de primera calidad contienen menos potasio (100 - 200 mg/100 g).

Sodio Se encuentra en todos los tejidos y fluidos biológicos del cuerpo. Participa en el mantenimiento de la presión osmótica en los fluidos tisulares y la sangre; en la transmisión de impulsos nerviosos; regulación del equilibrio ácido-base, metabolismo agua-sal; Aumenta la actividad de las enzimas digestivas.

Calcio y magnesio se encuentran principalmente en tejidos inertes en forma de sales insolubles. Estas sales dan dureza a los huesos. Además, en forma iónica juegan un papel importante en la contracción muscular.

Calcio. Es el principal componente estructural de huesos y dientes; forma parte de los núcleos celulares, los fluidos celulares y tisulares y es necesario para la coagulación de la sangre. El calcio forma compuestos con proteínas, fosfolípidos, ácidos orgánicos; Participa en la regulación de la permeabilidad de las membranas celulares, en los procesos de transmisión de impulsos nerviosos, en el mecanismo molecular de las contracciones musculares y controla la actividad de varias enzimas. Por lo tanto, el calcio no solo realiza funciones plásticas, sino que también afecta muchos procesos bioquímicos y fisiológicos del cuerpo.

El calcio es uno de los elementos difíciles de digerir. Los compuestos de calcio que ingresan al cuerpo humano con los alimentos son prácticamente insolubles en agua. El ambiente alcalino del intestino grueso favorece la formación de compuestos de calcio difíciles de digerir y sólo la acción de los ácidos biliares asegura su absorción.

La asimilación del calcio por los tejidos depende no sólo de su contenido en los alimentos, sino también de su proporción con otros componentes de los alimentos y, en primer lugar, con las grasas, el magnesio, el fósforo y las proteínas. Con un exceso de grasa, se produce competencia por los ácidos biliares y una parte importante del calcio se excreta del cuerpo a través del intestino grueso. La absorción de calcio se ve afectada negativamente por el exceso de magnesio; la proporción recomendada de estos elementos es 1:0,5. Los huesos más fuertes se obtienen con una proporción Ca:P de 1:1,7. Aproximadamente esta proporción se encuentra en las fresas y las nueces. Si la cantidad de fósforo excede el nivel de calcio en los alimentos en más de 2 veces, se forman sales solubles. que se extraen mediante sangre del tejido óseo. El calcio ingresa a las paredes de los vasos sanguíneos, lo que provoca su fragilidad, así como al tejido renal, lo que puede contribuir a la aparición de cálculos renales. Para los adultos, la proporción recomendada de calcio y fósforo en los alimentos es 1:1,5. La dificultad para mantener este ratio se debe a que los alimentos más consumidos son mucho más ricos en fósforo que en calcio. La fitina y el ácido oxálico, contenidos en varios productos vegetales, tienen un efecto negativo sobre la absorción de calcio. Estos compuestos forman sales insolubles con el calcio.

El requerimiento diario de calcio para un adulto es de 800 mg y para niños y adolescentes, de 1000 mg o más.

Si la ingesta de calcio es insuficiente o si su absorción en el organismo se ve afectada (con falta de vitamina D), se desarrolla un estado de deficiencia de calcio. Hay una mayor eliminación del mismo de huesos y dientes. En los adultos, se desarrolla osteoporosis: desmineralización del tejido óseo, en los niños se altera la formación del esqueleto y se desarrolla raquitismo.

Las mejores fuentes de calcio son la leche y los productos lácteos, diversos quesos y requesón (100-1000 mg/100 g de producto), cebollas verdes, perejil y frijoles. Se encuentra mucho menos calcio en los huevos, la carne, el pescado, las verduras, las frutas y las bayas (20-40 mg/100 g de producto).

Magnesio.,

Con la falta de magnesio, la absorción de alimentos se ve afectada, se retrasa el crecimiento, el calcio se deposita en las paredes de los vasos sanguíneos y se desarrollan varios otros fenómenos patológicos. En los seres humanos, una deficiencia de iones de magnesio debido a la naturaleza de la dieta es extremadamente improbable. Sin embargo, pueden ocurrir grandes pérdidas de este elemento con la diarrea.

Fósforo juega un papel importante en el cuerpo. Es un componente de las sales que se encuentran en los huesos. El ácido fosfórico juega un papel extremadamente importante en el metabolismo energético. Fósforo. El fósforo se encuentra en todos los tejidos del cuerpo, especialmente en los músculos y el cerebro. Este elemento participa en todos los procesos vitales del cuerpo. : síntesis y degradación de sustancias en las células; regulación del metabolismo; es parte de ácidos nucleicos y varias enzimas; necesaria para la formación de ATP.

El fósforo se encuentra en los tejidos corporales y en los productos alimenticios en forma de ácido fosfórico y sus compuestos orgánicos (fosfatos). La mayor parte se encuentra en el tejido óseo en forma de fosfato cálcico, el resto del fósforo forma parte de los tejidos blandos y los líquidos. El intercambio más intenso de compuestos de fósforo se produce en los músculos. El ácido fosfórico participa en la construcción de moléculas de muchas enzimas, ácidos nucleicos, etc.

Con una deficiencia prolongada de fósforo en la dieta, el cuerpo utiliza su propio fósforo del tejido óseo. Esto conduce a la desmineralización de los huesos y a la alteración de su estructura: rarefacción. Cuando el cuerpo se queda sin fósforo, el rendimiento físico y mental disminuye, se observa pérdida de apetito y apatía.

El requerimiento diario de fósforo para adultos es de 1200 mg. Aumenta con mayor estrés físico o mental, y con determinadas enfermedades.

Se encuentran grandes cantidades de fósforo en los productos animales, especialmente en el hígado, el caviar, así como en los cereales y las legumbres. Su contenido en estos productos oscila entre 100 y 500 mg por 100 g de producto. Una fuente rica de fósforo son los cereales (avena, cebada perlada), que contienen entre 300 y 350 mg de fósforo/100 g, pero los compuestos de fósforo de los alimentos vegetales se absorben peor que los de origen animal.

Azufre. La importancia de este elemento en la nutrición viene determinada, en primer lugar, por el hecho de que forma parte de las proteínas en forma de aminoácidos que contienen azufre. (metionina y cistina), y también es un componente de algunas hormonas y vitaminas.

Como componente de los aminoácidos que contienen azufre, el azufre participa en los procesos del metabolismo de las proteínas y su necesidad aumenta considerablemente durante el embarazo y el crecimiento del cuerpo, acompañado de la inclusión activa de proteínas en los tejidos resultantes, así como durante procesos inflamatorios. Los aminoácidos que contienen azufre, especialmente en combinación con las vitaminas C y E, tienen un efecto antioxidante pronunciado. Junto con el zinc y el silicio, el azufre determina el estado funcional del cabello y la piel.

Cloro. Este elemento participa en la formación de jugo gástrico, formación de plasma y activa varias enzimas. Este nutriente se absorbe fácilmente desde los intestinos a la sangre. Es interesante la capacidad del cloro para depositarse en la piel, retenerse en el cuerpo cuando se ingiere en exceso y excretarse a través del sudor en cantidades significativas. El cloro se excreta del organismo principalmente a través de la orina (90%) y el sudor.

Las alteraciones en el metabolismo del cloro provocan el desarrollo de edema, secreción insuficiente de jugo gástrico, etc. Una fuerte disminución del contenido de cloro en el cuerpo puede provocar una enfermedad grave e incluso la muerte. Se produce un aumento de su concentración en la sangre cuando el cuerpo está deshidratado, así como cuando se altera la función excretora de los riñones.

El requerimiento diario de cloro es de aproximadamente 5000 mg. El cloro ingresa al cuerpo humano principalmente en forma de cloruro de sodio cuando se agrega a los alimentos.

Magnesio. Este elemento es necesario para la actividad de varias enzimas clave. , proporcionando el metabolismo del cuerpo. El magnesio participa en el mantenimiento del funcionamiento normal del sistema nervioso y del músculo cardíaco; tiene un efecto vasodilatador; estimula la secreción de bilis; aumenta la motilidad intestinal, lo que ayuda a eliminar toxinas del cuerpo (incluido el colesterol).

La absorción de magnesio se ve obstaculizada por la presencia de fitina y el exceso de grasa y calcio en los alimentos. El requerimiento diario de magnesio no está determinado con precisión; Sin embargo, se cree que una dosis de 200-300 mg/día previene la deficiencia (se supone que se absorbe alrededor del 30% del magnesio).

Con la falta de magnesio, la absorción de alimentos se ve afectada, se retrasa el crecimiento y el calcio se deposita en las paredes de los vasos sanguíneos.

Hierro incluido en hemo, componente hemoglobina. Este elemento es necesario para la biosíntesis de compuestos que aseguran la respiración y la hematopoyesis; participa en reacciones inmunobiológicas y redox; Es parte del citoplasma, los núcleos celulares y una serie de enzimas.

La asimilación del hierro se previene con ácido oxálico y fitina. Se requiere vitamina B12 para la absorción de este nutriente. El ácido ascórbico también favorece la absorción de hierro, ya que el hierro se absorbe como un ion divalente.

La falta de hierro en el organismo puede provocar el desarrollo de anemia, se altera el intercambio de gases y la respiración celular, es decir, los procesos fundamentales que aseguran la vida. El desarrollo de condiciones de deficiencia de hierro se ve facilitado por: ingesta insuficiente de hierro en el cuerpo en forma digerible, disminución de la actividad secretora del estómago, deficiencia de vitaminas (especialmente B12, ácido fólico y ascórbico) y una serie de enfermedades que causan pérdida de sangre. Las necesidades de hierro de un adulto (14 mg/día) se satisfacen con creces con la dieta habitual. Sin embargo, cuando se utiliza pan elaborado con harina fina, que contiene poco hierro, los residentes urbanos suelen experimentar deficiencia de hierro. Hay que tener en cuenta que los productos de cereales ricos en fosfatos y fitina forman compuestos poco solubles con el hierro y reducen su asimilación por parte del organismo.

El hierro es un elemento muy extendido. Se encuentra en los despojos, la carne, los huevos, los frijoles, las verduras y las bayas. Sin embargo, el hierro se encuentra en forma fácilmente digerible sólo en los productos cárnicos, el hígado (hasta 2000 mg/100 g de producto) y la yema de huevo.

Microelementos (manganeso, cobre, zinc, cobalto, níquel, yodo, flúor) constituyen menos del 0,1% de la masa de los organismos vivos. Sin embargo, estos elementos son necesarios para la vida de los organismos. Microelementos están contenidos en concentraciones ultrabajas. Su requerimiento diario es de microgramos, es decir, millonésimas de gramo. De ellos, los hay insustituibles y condicionalmente insustituibles.

Indispensable: Ag-plata, Co-cobalto, Cu-cobre, Cr-cromo, F-flúor, Fe - hierro, I-yodo, Li - litio, Mn - manganeso, Mo - molibdeno, Ni - níquel, Se - selenio, Si - silicio, V - vanadio, Zn - zinc.

Condicionalmente esencial: B - boro, Br - bromo.

Posiblemente irremplazable: Al - aluminio, As - arsénico, Cd - cadmio, Pb - plomo, Rb - rubidio.

Manganeso tiene un efecto beneficioso sobre el sistema nervioso, promueve la producción de neurotransmisores, sustancias responsables de transmitir impulsos entre las fibras del tejido nervioso, también promueve el desarrollo normal de los huesos, fortalece el sistema inmunológico, promueve el curso normal del proceso digestivo, la insulina y metabolismo de la grasa. Además, el proceso de metabolismo de las vitaminas A, C y del grupo B sólo puede ocurrir normalmente si hay una cantidad suficiente de manganeso en el cuerpo. Gracias al manganeso se asegura el proceso normal de formación y crecimiento celular, el crecimiento y restauración del cartílago, la rápida cicatrización de los tejidos, el buen funcionamiento cerebral y el correcto metabolismo, además tiene excelentes propiedades antioxidantes. Este elemento regula el equilibrio del azúcar en sangre y también contribuye al proceso normal de formación de leche en las mujeres lactantes. Se puede lograr un contenido óptimo de manganeso consumiendo verduras, frutas y hierbas crudas.

El papel del cobre en el cuerpo. enorme. En primer lugar, participa activamente en la construcción de muchas de las proteínas y enzimas que necesitamos, así como en los procesos de crecimiento y desarrollo de células y tejidos. El cobre es necesario para el proceso normal de hematopoyesis y el funcionamiento del sistema inmunológico. Cobre- forma parte de las enzimas oxidativas implicadas en la síntesis de citocromos.

Zinc- forma parte de las enzimas implicadas en la fermentación alcohólica, parte de insulina

Cobalto afecta el estado fisiológico y fisiopatológico del cuerpo humano. Existe información sobre su efecto sobre el metabolismo de los carbohidratos y lípidos, sobre la función de la glándula tiroides y sobre el estado del miocardio. La vitamina B12 contiene cobalto.

Para el cuerpo humano y animal. níquel Es un nutriente esencial, pero los científicos saben poco sobre su papel biológico. En los organismos animales y vegetales participa en reacciones enzimáticas y en las aves se acumula en las plumas. En nuestro país está contenido en hígado y riñones, páncreas, hipófisis y pulmones. El níquel afecta los procesos de hematopoyesis, preserva la estructura de los ácidos nucleicos y las membranas celulares; Participa en el metabolismo de las vitaminas C y B12, calcio y otras sustancias.

Yodo es muy importante para el crecimiento y desarrollo normal de niños y adolescentes: interviene en la formación del tejido osteocondral, la síntesis de proteínas, estimula las capacidades mentales, mejora el rendimiento y reduce la fatiga. En el organismo, el yodo interviene en la síntesis de tiroxina y triyodotironina, hormonas necesarias para el funcionamiento normal de la glándula tiroides.

Flúor Necesario para la formación del esmalte dental, el yodo forma parte de las hormonas tiroideas y el cobalto es un componente de la vitamina B12.

A ultramicroelementos Incluyen una gran cantidad de elementos químicos (litio, silicio, estaño, selenio, titanio, mercurio, oro, plata y muchos otros), que en conjunto constituyen menos del 0,01% de la masa celular. Para varios ultramicroelementos se ha establecido su importancia biológica, para otros no. Es posible que la acumulación de algunos de ellos en las células y tejidos de humanos y otros organismos sea accidental y esté asociada con la contaminación ambiental antropogénica. Por otro lado, es posible que aún no se haya identificado el significado biológico de varios ultramicroelementos.

Litio ayuda a reducir la excitabilidad nerviosa, mejora el estado general en enfermedades del sistema nervioso, tiene efecto antialérgico y antianafiláctico, tiene algún efecto sobre los procesos neuroendocrinos, participa en el metabolismo de carbohidratos y lípidos, aumenta la inmunidad, neutraliza el efecto de la radiación y las sales de metales pesados. en el organismo, así como el efecto del alcohol etílico.

Silicio participa en la absorción del organismo de más de 70 sales minerales y vitaminas, favorece la absorción de calcio y el crecimiento óseo, previene la osteoporosis y estimula el sistema inmunológico. El silicio es necesario para la salud del cabello, mejora el estado de las uñas y la piel, fortalece los tejidos conectivos y los vasos sanguíneos, reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares, fortalece las articulaciones: cartílagos y tendones.

Se sabe que estaño mejora los procesos de crecimiento, es uno de los componentes de la enzima gástrica gastrina, afecta la actividad de las enzimas flavinas (biocatalizadores de algunas reacciones redox en el cuerpo), desempeña un papel importante en el desarrollo adecuado del tejido óseo.

Selenio- participa en los procesos regulatorios del cuerpo. El selenio, al ser parte de la enzima glutatión peroxidasa, previene la sedimentación de coágulos de sangre en las paredes de los vasos sanguíneos, por lo que es un antioxidante y previene el desarrollo de aterosclerosis. Recientemente se descubrió que la falta de selenio conduce al desarrollo de cáncer.

Titanio es un componente permanente del organismo y realiza determinadas funciones vitales: aumenta la eritropoyesis, cataliza la síntesis de hemoglobina, la inmunogénesis, estimula la fagocitosis y activa reacciones de inmunidad celular y humoral.

Mercurio tiene un cierto efecto biótico y tiene un efecto estimulante sobre los procesos vitales (en cantidades correspondientes a las concentraciones fisiológicas, es decir, normales para los humanos). Existe información sobre la presencia de mercurio en la fracción nuclear de las células vivas y sobre la importancia de este metal en la implementación de la información incrustada en el ADN y su transmisión mediante ARN de transferencia. En pocas palabras, la eliminación completa del mercurio del cuerpo es aparentemente indeseable, y esos mismos 13 mg, "integrados" en nosotros por naturaleza, siempre deben estar contenidos en una persona (lo que, por cierto, es bastante consistente con la mencionada ley de Clark-Vernadsky sobre la dispersión general de los elementos).

OroYplata tienen un efecto bactericida Muchos microelementos y ultramicroelementos son tóxicos para los humanos en grandes cantidades.

La deficiencia o el exceso de cualquier sustancia mineral en la dieta provoca una alteración en el metabolismo de proteínas, grasas, carbohidratos y vitaminas, lo que conduce al desarrollo de una serie de enfermedades. La consecuencia más común de una falta de coincidencia en la cantidad de calcio y fósforo en la dieta es la caries dental y la pérdida ósea. Si falta flúor en el agua potable, se destruye el esmalte dental y la deficiencia de yodo en los alimentos y el agua provoca enfermedades de la glándula tiroides. Por tanto, los minerales son muy importantes para la eliminación y prevención de diversas enfermedades.

Las tablas presentadas muestran síntomas característicos (típicos) de deficiencia de varios elementos químicos en el cuerpo humano:

De acuerdo con la recomendación de la Comisión Dietética de la Academia Nacional de EE. UU., la ingesta diaria de elementos químicos de los alimentos debe estar en un cierto nivel (Tabla 5.2). Todos los días se debe excretar del cuerpo la misma cantidad de elementos químicos, ya que su contenido es relativamente constante.

El papel de los minerales en el cuerpo humano es muy diverso, a pesar de que no son un componente esencial de la nutrición. Las sustancias minerales están contenidas en el protoplasma y los fluidos biológicos y desempeñan un papel importante a la hora de garantizar una presión osmótica constante, que es una condición necesaria para el funcionamiento normal de las células y los tejidos. Forman parte de compuestos orgánicos complejos (por ejemplo, hemoglobina, hormonas, enzimas) y son un material plástico para la formación de huesos y tejido dental. En forma de iones, los minerales participan en la transmisión de los impulsos nerviosos, aseguran la coagulación de la sangre y otros procesos fisiológicos del cuerpo.

iones macro-Ymicroelementos transportado activamente enzimas a través de la membrana celular. Sólo en la composición de las enzimas los iones de macro y microelementos pueden realizar su función. Por lo tanto, los productos alimenticios y las hierbas medicinales son preferibles a los medicamentos de quimioterapia para el tratamiento de la hipomicroelementosis. Además, si tenemos en cuenta que el cuerpo humano toma exactamente la cantidad de microelementos que necesita de los alimentos y plantas, esto ayuda a evitar la hipermicroelementosis. Y un exceso de macro y microelementos en el cuerpo puede ser mucho más peligroso que su deficiencia. Cuando se utilizan productos químicos de calcio, la deposición de calcio es típica en las glándulas mamarias, la vesícula biliar, el hígado, los riñones, en general, en cualquier lugar, en cualquier lugar, pero no en los huesos.

enzimas- Se trata de pequeñas partículas que aseguran activamente el funcionamiento de todos los sistemas funcionales. Realizan la digestión, por ejemplo, la amilasa salival (diastasa) digiere los almidones de patatas y cereales, la lipasa pancreática digiere las grasas, la quimotripsina digiere las proteínas, etc. Además, las enzimas "arrastran" las sustancias necesarias a través de las membranas celulares, por ejemplo, en los riñones hay un transporte activo de calcio, sodio, cloro y otros iones y, por lo tanto, regulan la composición de calcio de los huesos y la presión arterial. La enzima lisozima "mata" los microbios dañinos. La enzima citocromo P-450 participa en muchas reacciones bioquímicas, por ejemplo, descompone los fármacos químicos y los elimina de las células, oxida el colesterol en hormonas esteroides (es decir, produce hormonas), etc. Hay miles de especies de estos pequeños trabajadores, las enzimas, en el organismo, y no hay transformaciones bioquímicas y fisiológicas en las que no participen. Como elemento funcional de la microcirculación de un órgano, también enzima- este es el elemento principal, la base fundamental de cualquier proceso, y esto siempre debe tenerse en cuenta en el tratamiento de la enfermedad. Es muy importante saber que no hay enzimas en la medicina química, pero sí en las hierbas y los alimentos. Por ejemplo, las raíces de rábano picante contienen la enzima lisozima. Además, la miel contiene enzimas, por ejemplo, invertasa, diastasa, catalasa, fosfatasa, peroxidasa, lipasa, etc. No es deseable derretir la miel y calentarla por encima de 38 0, porque entonces las enzimas se desintegran.

Parte enzima Incluye varias moléculas de proteínas conectadas entre sí y que representan en el microcosmos un tamaño enorme y dos partes pequeñas, una de ellas es una vitamina y la segunda es un microelemento. Precisamente porque el tratamiento a base de hierbas es preferible a la química, la hierba contiene proteínas, vitaminas y microelementos; esta composición armoniosa de la enzima fue creada por el Creador. Los productos naturales, como la miel, contienen los 22 aminoácidos esenciales necesarios para la síntesis de proteínas. La miel contiene macroelementos, todos los microelementos esenciales excepto flúor, yodo y selenio, así como casi todos los microelementos condicionalmente esenciales. Por el contrario, los medicamentos químicos producidos por la industria están relacionados de manera especial e incomprensible con el padre de la industria, Caín. Y la consecuencia de tal conexión es la privación de los agentes farmacológicos, que consisten en una fórmula química, de toda la riqueza del mundo creado por el Creador, una de cuyas pequeñas y trabajadoras partículas primarias es enzima.

PREGUNTAS DEL EXAMEN DE QUÍMICA BIOLÓGICA

para estudiantes de odontología

1. Materia y tareas de la química biológica. Metabolismo y energía, estructura jerárquica de organización y autorreproducción como signos más importantes de la materia viva.

2. El lugar de la bioquímica entre otras disciplinas biológicas. Niveles de organización estructural de los seres vivos. La bioquímica como nivel molecular de estudio de los fenómenos de la vida. Bioquímica y medicina.

3. El estudio de los patrones bioquímicos de formación de partes del aparato dentofacial y el mantenimiento de su funcionalidad es la base fundamental de un complejo de disciplinas odontológicas.

4. Las moléculas de proteínas son la base de la vida. Composición elemental de proteínas. Descubrimiento de los aminoácidos. Teoría peptídica de la estructura de las proteínas.

5. Estructura y clasificación de aminoácidos. Sus propiedades fisicoquímicas. Métodos para separar proteínas por propiedades físicas y químicas.

6. Peso molecular de las proteínas. Tamaños y formas de las moléculas de proteínas. Proteínas globulares y fibrilares. Proteínas simples y complejas.

7. Propiedades físico-químicas de las proteínas: solubilidad, ionización, hidratación, precipitación de proteínas a partir de soluciones. Desnaturalización. Métodos de medición cuantitativa de la concentración de proteínas.

8. Estructura primaria de las proteínas. Dependencia de las propiedades biológicas de la estructura primaria. Especificidad de especie de la estructura primaria de las proteínas.

9. Conformación de cadenas peptídicas (estructura secundaria y terciaria). Enlaces que aseguran la conformación de las proteínas. Dependencia de las propiedades biológicas de la conformación.

10. Organización de dominios de moléculas de proteínas. Separación de proteínas en familias y superfamilias.

11. Estructura cuaternaria de las proteínas. Dependencia de la actividad biológica de las proteínas de la estructura cuaternaria. Cambios cooperativos en la conformación de los protómeros (usando el ejemplo de la hemoglobina).

12. Cambios conformacionales en las proteínas como base del funcionamiento y autorregulación de las proteínas.

13. Proteínas nativas. Factores de desnaturalización y su mecanismo.

14. Clasificación de proteínas por composición química. Breves características de un grupo de proteínas simples.

15. Proteínas complejas: definición, clasificación por componente no proteico. Breve descripción de los representantes.

16. Funciones biológicas de las proteínas. La capacidad de realizar interacciones específicas (“reconocimiento”) como base de las funciones biológicas de todas las proteínas. Tipos de ligandos naturales y características de su interacción con proteínas.

17. Diferencias en la composición proteica de órganos y tejidos. Cambios en la composición de proteínas durante la ontogénesis y las enfermedades.

18. Enzimas, historia del descubrimiento. Características de la catálisis enzimática. Especificidad de la acción enzimática. Clasificación y nomenclatura de enzimas.

19. Estructura de las enzimas. El centro activo de las enzimas, teorías de su formación.

20. Principales etapas de la catálisis enzimática (mecanismo de acción de las enzimas).

21. Dependencia de la velocidad de las reacciones enzimáticas de la temperatura, pH, concentración de enzimas y sustrato.

22. Cofactores enzimáticos: iones metálicos y coenzimas. Funciones coenzimáticas de las vitaminas (diagrama).

23. Activación de enzimas (proteólisis parcial, reducción de grupos tiol, eliminación de inhibidores). El concepto de activadores, el mecanismo de su acción.

24. Inhibidores enzimáticos. Tipos de inhibición. Los medicamentos son inhibidores de enzimas.

25. Regulación de la acción enzimática: inhibidores y activadores alostéricos, centros catalíticos y reguladores. Regulación de la actividad enzimática por retroalimentación, mediante fosforilación y desfosforilación.

26. Diferencias en la composición enzimática de órganos y tejidos. Enzimas específicas de órganos. Cambios en la actividad enzimática durante el desarrollo y la enfermedad.

27. Enzimopatías hereditarias y adquiridas. Isoenzimas.

28. Vitaminas. Historia del descubrimiento y estudio de las vitaminas. Funciones de las vitaminas. Deficiencias vitamínicas alimentarias y secundarias e hipovitaminosis. Hipervitaminosis.

29. Vitaminas del grupo D. Provitaminas, estructura, transformación a la forma activa, efecto sobre el metabolismo y procesos de mineralización.

30. Vitamina A, estructura química, papel en los procesos metabólicos. Manifestaciones de hipo e hipervitaminosis.

31. Vitamina C, estructura química, papel en los procesos vitales, requerimiento diario, efecto sobre el metabolismo de los tejidos bucales, manifestaciones de deficiencia.

32. Niveles básicos de regulación metabólica. Regulación autocrina, paracrina y endocrina.

33. Hormonas, concepto, características generales, naturaleza química, función biológica.

34. La regulación hormonal como mecanismo de coordinación intercelular e interorgánica del metabolismo. Células diana y receptores de hormonas celulares.

35. El mecanismo de transmisión de una señal hormonal a una célula mediante el método de recepción de hormonas de membrana. Intermediarios secundarios.

36. El mecanismo de transmisión de señales hormonales a los sistemas efectores mediante hormonas del método de recepción citosólico.

37. Regulación central del sistema endocrino. El papel de las liberinas, estatinas, hormonas trópicas pituitarias.

38. Insulina, estructura, formación a partir de proinsulina. Efecto sobre el metabolismo de carbohidratos, lípidos, aminoácidos.

39. Estructura, síntesis y metabolismo de las yodotironinas. Efecto sobre el metabolismo. Hipo e hipertiroidismo: mecanismo de aparición y consecuencias.

40. Hormonas que regulan el metabolismo de los tejidos mineralizados (paratirina, calcitonina, somatotropina), lugares de producción, naturaleza química, mecanismo de acción reguladora.

41. Eicosanoides: concepto, estructura química, representantes. El papel de los eicosanoides en la regulación del metabolismo y las funciones fisiológicas del organismo.

42. Proteínas de comunicación intercelular de bajo peso molecular (factores de crecimiento y otras citocinas) y sus receptores celulares.

43. Catabolismo y anabolismo. Reacciones endergónicas y exergónicas en una célula viva. Compuestos macroérgicos. Deshidrogenación de sustratos y oxidación de hidrógeno (formación de agua) como fuente de energía para la síntesis de ATP.

44. NAD-dependientes y flavin deshidrogenasas, ubiquinona deshidrogenasa, citocromos b, c, c 1, a 1 y a 3 como componentes de la cadena respiratoria.

45. La estructura de las mitocondrias y la organización estructural de la cadena respiratoria. Potencial electroquímico transmembrana como forma intermedia de energía durante la fosforilación oxidativa.

46. ​​​​La cadena respiratoria como sistema redox más importante del cuerpo. Acoplamiento de procesos de oxidación y fosforilación en la cadena respiratoria. Relación R/O.

47. Función termorreguladora de la respiración tisular.

48. Regulación de la cadena respiratoria. Disociación de la respiración tisular y fosforilación oxidativa. Agentes disociantes.

49. Trastornos del metabolismo energético: condiciones hipóxicas. Vitaminas PP y B 2. Manifestación de deficiencias vitamínicas.

50. Catabolismo de nutrientes básicos, etapas. El concepto de vías específicas y generales del catabolismo.

51. Ácido pirúvico, formas de su formación. Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico: secuencia de reacciones, estructura del complejo piruvato deshidrogenasa.

52. Acetil-CoA, vías de formación y transformación en el organismo. La importancia de estos procesos.

53. Ciclo del ácido tricarboxílico: secuencia de reacciones, características de las enzimas. Relación entre las vías catabólicas comunes y la cadena de transporte de electrones y protones.

54. Mecanismos alostéricos de regulación del ciclo del citrato. Formación de CO 2 durante la respiración tisular. Funciones anabólicas del ciclo de los TCA. Vitamina B1 y ácido pantoténico, su papel biológico.

55. Proteínas alimentarias. Diagrama general de fuentes y vías de consumo de aminoácidos en los tejidos. Conjunto endógeno y exógeno de aminoácidos.

56. Normas proteicas en nutrición. Equilibrio de nitrógeno. Proteína mínima fisiológica en los alimentos. Composición cualitativa de las proteínas alimentarias.

57. Proteólisis de proteínas. Características generales y clasificación de las proteinasas del canal digestivo, especificidad de sustrato. Absorción de aminoácidos.

58. Transaminación, mecanismo de reacción, función coenzimática de la vitamina B6. Especificidad de las aminotransferasas. Papel biológico de las reacciones de transaminación.

59. Deaminación oxidativa de aminoácidos, química de reacción. D- y L-aminoácidos oxidasas. Glutamato deshidrogenasa.

60. Desaminación indirecta (transdesaminación) de aminoácidos. Importancia biológica de las reacciones de desaminación.

61. Descarboxilación de aminoácidos, química. Aminas biogénicas. Origen, funciones. Inactivación de aminas biogénicas.

62. Características del metabolismo de los aminoácidos individuales. Glicina y serina. El mecanismo de sus transformaciones mutuas. El papel de la glicina en los procesos de biosíntesis de compuestos biológicamente importantes.

63. Transmetilación. Metionina y S-adenosilmetionina. Su papel en las reacciones biosintéticas y de neutralización.

64. THFA y síntesis de grupos de un carbono, su uso. Manifestación de deficiencia de B 9. Antivitaminas del ácido fólico. Medicamentos sulfonamidas.

65. Características del metabolismo de la fenilalanina y la tirosina, vías principales, metabolitos funcionalmente significativos. Defectos genéticos en el metabolismo de estos aminoácidos.

66. Productos finales del metabolismo de los aminoácidos: sales de amonio y urea. Las principales fuentes y formas de neutralizar el amoníaco en el organismo.

67. El papel del glutamato en la neutralización y transporte de amoniaco, síntesis de prolina. Formación y excreción de sales de amonio.

68. Biosíntesis de urea, secuencia de reacciones. Relación entre el ciclo de la ornitina y el ciclo del TCA. Alteraciones en la formación y excreción de urea. Hiperamonemia, uremia.

69. Ácidos nucleicos, tipos, composición de nucleótidos, localización en la célula, función biológica.

70. Estructura y funciones biológicas de los mononucleótidos.

71. Estructura primaria y secundaria del ADN, ubicación en un cromosoma. Biosíntesis de ADN. ADN polimerasas. El concepto de sistema replicativo. Daño y reparación del ADN.

72. ARN, estructura primaria y secundaria, tipos de ARN en la célula, funciones del ARN. Biosíntesis de ARN, enzimas.

73. Nucleasas del tracto y tejidos digestivos. Descomposición de nucleótidos de purina. Causas de la hiperuricemia. Gota.

74. Concepto de biosíntesis de nucleótidos purínicos. Origen de los átomos "C" y "N" en el núcleo de purina. Ácido inosínico como precursor de los ácidos adenílico y guanílico.

75. Concepto de descomposición y biosíntesis de nucleótidos de pirimidina.

76. Biosíntesis de proteínas, ideas modernas. Los principales componentes del sistema sintetizador de proteínas. Etapas de la biosíntesis.

77. Transferir ARN como adaptador de aminoácidos. Biosíntesis de aminoacil-tRNA. Especificidad de sustrato de APCasas. ARNt isoaceptores.

78. Estructura de los ribosomas. La secuencia de eventos en el ribosoma durante el ensamblaje de una cadena polipeptídica. Cambios proteicos postraduccionales.

79. Regulación de la biosíntesis de proteínas. Concepto de operón, regulación de la biosíntesis a nivel de transcripción.

80. Mecanismos moleculares de la variabilidad genética. Mutaciones moleculares, tipos, frecuencia.

81. Mecanismos para aumentar el número y diversidad de genes en el genoma durante la evolución como manifestación de la actividad genética diferencial.

82. Diferenciación celular. Cambios en la composición proteica de las células durante la diferenciación (usando el ejemplo de la síntesis de Hb durante el desarrollo de un eritrocito).

83. Polimorfismo proteico como manifestación de heterogeneidad genética. Variantes de Hb, Hp, enzimas, sustancias sanguíneas específicas de grupo.

84. Enfermedades hereditarias: prevalencia, origen de defectos en el genotipo. El mecanismo de aparición y manifestaciones bioquímicas de las enfermedades hereditarias.

85. Carbohidratos básicos de los animales, su contenido en tejidos, papel biológico. Carbohidratos básicos de los alimentos. Digestión de carbohidratos.

86. La glucosa como metabolito más importante del metabolismo: un diagrama general de fuentes y formas de gastar la glucosa en el cuerpo.

87. Catabolismo de la glucosa. La descomposición aeróbica es la vía principal para el catabolismo de la glucosa. Etapas, energía. Distribución y significado fisiológico del proceso.

88. Descomposición anaeróbica de la glucosa (glucólisis anaeróbica). Oxidación glicolítica, fosforilación de sustrato. Importancia biológica.

89. Biosíntesis de glucosa (gluconeogénesis) a partir de ácido láctico. La relación entre la glucólisis en los músculos y la gluconeogénesis en el hígado (ciclo de Cori).

90. Una idea de la vía de las pentosas fosfato para la transformación de la glucosa. Etapas, energía. Distribución y significado fisiológico. Ciclo de las pentosas fosfato.

91. Estructura, propiedades y distribución del glucógeno como polisacárido de reserva. Biosíntesis de glucógeno y su movilización. El papel de la insulina, el glucagón y la adrenalina en el metabolismo del glucógeno.

92. Trastornos hereditarios del metabolismo de monosacáridos y disacáridos. Glucogenosis y aglucogenosis.

93. Lípidos: definición, clasificación, funciones más importantes.

94. Los lípidos más importantes de los tejidos humanos. Lípidos de reserva y lípidos de membrana. Características de los ácidos grasos en los tejidos humanos.

95. Grasas dietéticas y su digestión. Lipasas y fosfolipasas y su papel. Alteración de la digestión y absorción de lípidos. Resíntesis de triacilgliceroles en el enterocito.

96. Formas de transporte de lípidos sanguíneos: quilomicrones y lipoproteínas, características de composición química, estructura. Interconversiones de diferentes clases de lipoproteínas.

97. Reserva y movilización de grasas en el tejido adiposo. Regulación de la síntesis y movilización de grasas. El papel de la insulina y el glucagón. Transporte de ácidos grasos.

98. Metabolismo de los ácidos grasos. b-oxidación: localización, energética, importancia biológica. Destino metabólico del acetil-CoA.

99. Biosíntesis de ácidos grasos, componentes, esquema de biosíntesis. Biosíntesis de ácidos grasos insaturados.

100. Biosíntesis y utilización del ácido acetoacético. El significado fisiológico de este proceso. Cuerpos cetónicos. Causas de cetonemia y cetonuria.

101. Metabolismo de esteroides. Colesterol, estructura, función. Concepto de biosíntesis de colesterol. Regulación de la síntesis. Hipercolesterolemia y sus causas.

102. Aterosclerosis como consecuencia de trastornos metabólicos del colesterol y las lipoproteínas.

103. Fosfolípidos básicos de los tejidos humanos, sus funciones fisiológicas. Biosíntesis y degradación de fosfolípidos.

104. Principales glicolípidos de los tejidos humanos, estructura, función biológica. Comprender la biosíntesis y el catabolismo de los glicolípidos. Esfingolipidosis.

105. Metabolismo del residuo libre de nitrógeno de los aminoácidos. Aminoácidos glucógenos y cetogénicos. El papel de la insulina, el glucagón, la adrenalina y el cortisol en la regulación del metabolismo de los carbohidratos, grasas y aminoácidos.

106. Diabetes mellitus, causas. Los trastornos bioquímicos más importantes en el metabolismo de proteínas, lípidos y carbohidratos. Cambios en la cavidad bucal en la diabetes mellitus.

107. Estructura química y papel de los principales componentes (proteínas, lípidos, carbohidratos) en la función de las membranas. Propiedades generales de las membranas: fluidez, asimetría transversal, permeabilidad selectiva.

108. Las principales funciones de las biomembranas. Endocitosis y exocitosis, su significado funcional.

109. Mecanismo de transferencia de sustancias a través de membranas: difusión simple, transporte activo primario, transporte activo secundario (simport, antiport). Canales transmembrana regulados.

110. Bioquímica de la sangre. Características del desarrollo, estructura y composición química de los eritrocitos. Biosíntesis del hemo. La estructura de la molécula de hemoglobina.

111. Función respiratoria de la sangre: transporte de oxígeno por la sangre. Carboxihemoglobina, metahemoglobina. Transporte de dióxido de carbono en la sangre. Hipoxia anémica.

112. Desglose de la hemoglobina. Formación de bilirrubina. Neutralización de la bilirrubina. Bilirrubina “directa” e “indirecta”.

113. Violación del metabolismo de la bilirrubina. Ictericia (hemolítica, obstructiva, hepatocelular). Ictericia de recién nacidos.

114. Metabolismo del hierro. Transferrina y ferritina. La anemia por deficiencia de hierro. Hemocromatosis idiopática.

115. Espectro proteico del plasma sanguíneo. Albúminas y sus funciones. Globulinas, breves características, funciones. Proteínas de fase aguda. Enzimas sanguíneas. Su origen.

116. Sustancias no proteicas que contienen y no contienen nitrógeno en el plasma sanguíneo, origen, valor diagnóstico de la definición.

117. Componentes minerales de la sangre. Distribución entre plasma y células, rangos normales de fluctuaciones de las más importantes.

118. Composición electrolítica de los fluidos corporales. El mecanismo para mantener el volumen, la composición y el pH de los fluidos corporales.

119. Sistemas tampón de sangre. Trastornos del estado ácido-base del cuerpo. Causas del desarrollo y formas de acidosis y alcalosis.

120. El papel de los riñones en la regulación del metabolismo del agua y electrolitos. La estructura y mecanismo de la acción reguladora de la vasopresina y la aldosterona.

121. Regulación del tono vascular. Breves características de los sistemas renina-angiotensina y calicreína-quinina, su relación.

122. Coagulación de la sangre. Mecanismos de coagulación internos y externos. Mecanismo en cascada de los procesos de coagulación sanguínea. El papel de la vitamina K en la coagulación sanguínea.

123. Sistema anticoagulante. Anticoagulantes sanguíneos naturales. Hemofilia.

124. Sistema sanguíneo fibrinolítico. Plasminógeno, su activación. Trastornos de los procesos de coagulación sanguínea. Síndrome de CID.

125. Tejido conectivo, tipos, características metabólicas y funcionales de las células del tejido conectivo.

126. Estructuras fibrosas del tejido conectivo. Colágeno: variedad de tipos, características de composición de aminoácidos, estructura primaria y espacial, biosíntesis.

127. Autoensamblaje de fibrillas de colágeno. "Envejecimiento" de las fibras de colágeno.

128. Elastina del tejido conectivo: características de la composición de aminoácidos y estructura espacial de la molécula. Proteínas del tejido conectivo no colagenosas.

129. Catabolismo del colágeno y elastina. Debilidad del sistema antioxidante en el tejido conectivo.

130. Glicosaminoglicanos y proteoglicanos del tejido conectivo: estructura y funciones.

131. Biosíntesis y modificación postsintética de glucosaminoglucanos y proteoglicanos del tejido conectivo. Degradación de la sustancia básica del tejido conectivo.

132. Tejido óseo: proporción de componentes orgánicos y minerales, características del metabolismo del tejido óseo.

133. El papel de las vitaminas C, D, A y K en el metabolismo de los tejidos óseos y dentales. Regulación de procesos metabólicos. Osteoporosis y osteomalacia.

134. Regulación hormonal de la osteogénesis, remodelación y mineralización del tejido óseo.

135. Composición y características metabólicas de un diente maduro.

136. Saliva: componentes minerales y orgánicos, sus funciones biológicas.

137. Los principales grupos de proteínas salivales, su función. Enzimas salivales. Valor diagnóstico de determinar la actividad de las enzimas salivales.

138. Funciones metabólicas del fluoruro. Vías de entrada del flúor al organismo y su eliminación. Distribución de flúor en el organismo.

139. El papel de los iones fluoruro en los procesos de mineralización de los tejidos óseos y dentales. Efectos tóxicos del exceso de fluoruro. Manifestación de deficiencia de flúor. El uso de preparaciones fluoradas en odontología.

140. El papel del hígado en los procesos vitales. Función desintoxicante del hígado. Metabolismo de neutralización de sustancias extrañas: reacciones de oxidación microsomal y conjugación.

141. Neutralización de toxinas, metabolitos, sustancias biológicamente activas, productos de descomposición en el hígado (ejemplos).

142. Toxicidad del oxígeno: formación de especies reactivas de oxígeno, su efecto sobre los lípidos. Peroxidación lipídica de membrana. Sistema antioxidante.

143. Concepto de carcinogénesis química.

144. Composición química de la materia gris y blanca del cerebro. Mielina. Estructura, composición lipídica.

145. Actos elementales de actividad nerviosa. El papel del gradiente iónico transmembrana en la transmisión de impulsos nerviosos.

146. Los mediadores más importantes de los impulsos nerviosos y sus receptores. Neuropéptidos.

147. Características del metabolismo energético en el tejido nervioso.

148. Composición química del tejido muscular. Las principales proteínas de las miofibrillas y el sarcoplasma. El papel de la mioglobina.

149. El mecanismo de contracción y relajación muscular. Características del metabolismo energético en el tejido muscular.

Constantes y elementos bioquímicos.

Factores bioquímicos de la fatiga durante el ejercicio prolongado.

Es necesario representar la conexión de los pisos con los muros de carga (soporte o contrafuerte), la solución del piso para el 1er piso, los elementos de revestimiento en vista y en sección.

En el pie de página del sitio, es necesario estructurar todos los elementos colocados, alineándolos en una cuadrícula. Esta medida permitirá que el pie de página del sitio luzca más estructurado.

En su crecimiento, el estado busca absorber los elementos más valiosos del entorno físico, costas, lechos de ríos, llanuras y áreas ricas en recursos.

El cuerpo de los seres vivos no está formado solo por moléculas y átomos, sino por un conjunto de elementos que le permiten llevar a cabo todos los procesos de la vida de manera armoniosa y armoniosa. Es gracias a estructuras como los elementos biogénicos que los humanos, las plantas, los animales, los hongos y las bacterias pueden moverse, respirar, comer, reproducirse y, en general, vivir. Todos ellos tienen sus propias células en el sistema químico general de Mendeleev.

Elementos biogénicos: ¿qué son?

En general, cabe señalar que de los 118 elementos conocidos hoy en día, relativamente pocos han podido determinar su función y significado exactos en el organismo de los seres vivos. Aunque los datos experimentales han permitido establecer que cada célula humana contiene aproximadamente 50 elementos químicos. Son ellos a quienes se les llama biogénicos o biofílicos.

Por supuesto, la mayoría de ellos se han estudiado cuidadosamente y se han considerado todas las opciones sobre su influencia en la salud y la condición humana (tanto en exceso como en deficiencia). Sin embargo, todavía queda una cierta proporción de sustancias cuyo papel no se comprende del todo. Esto aún está por determinar.

Clasificación de elementos biofílicos.

Los elementos biogénicos se pueden dividir en tres grupos según su contenido cuantitativo y su importancia para los sistemas vivos.

1. Macrobiogénicos: aquellos a partir de los cuales se construyen todos los compuestos vitales: proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos y otros. Estos son los principales elementos biogénicos, incluidos el carbono, hidrógeno, oxígeno, azufre, sodio, cloro, magnesio, calcio, fósforo, nitrógeno y potasio. Su contenido en el organismo es máximo en relación con los demás.
2. Microbiogénico: contenido en cantidades más pequeñas, pero que desempeña un papel muy importante en el mantenimiento de un nivel normal de actividad vital, la realización de muchos procesos y el mantenimiento de la salud. Este grupo incluye manganeso, selenio, flúor, vanadio, hierro, zinc, yodo, rutenio, níquel, cromo, cobre y germanio.
3. Ultramicrobiogénico. Aún no se ha aclarado qué papel desempeñan estos elementos químicos biogénicos en el organismo. Sin embargo, se cree que también son importantes y deben mantenerse en constante equilibrio.

Esta clasificación de nutrientes refleja la importancia de una sustancia en particular. Sin embargo, existe otro que divide todos los compuestos presentes en el organismo en metales y no metales. La tabla de elementos químicos se refleja en los sistemas vivos, lo que una vez más enfatiza lo interconectado que está todo.

Características e importancia de los macroelementos.

Si comprende la estructura de las moléculas de proteínas, es fácil comprender cuán importantes son los elementos biogénicos del grupo de macronutrientes. Después de todo, incluyen:

• carbón;
• oxígeno;
• hidrógeno;
• nitrógeno;
• a veces azufre.

Es decir, todas las sustancias enumeradas que hemos nombrado son vitales. Esto está bastante justificado, porque no en vano las proteínas se consideran la base de la vida.

La química de los nutrientes juega un papel importante en esto. Después de todo, por ejemplo, es precisamente gracias a las propiedades químicas del carbono que puede combinarse con átomos del mismo nombre, formando enormes macrocadenas, la base de todos los compuestos orgánicos y, por tanto, de la vida. Si no fuera por la capacidad del hidrógeno para formar enlaces de hidrógeno entre moléculas, es poco probable que pudieran existir proteínas y ácidos nucleicos. Sin ellos no habría seres vivos.

El oxígeno, como uno de los elementos más importantes, no sólo forma parte de la sustancia más importante del planeta: el agua, sino que también tiene una fuerte electronegatividad. Esto le permite participar en muchas interacciones, incluida la formación de enlaces de hidrógeno.

Probablemente no sea necesario hablar de la importancia del agua. Todo niño conoce su importancia. Es un disolvente, un medio para reacciones bioquímicas, el componente principal del citoplasma de las células, etc. Sus elementos biogénicos son el mismo hidrógeno y oxígeno, que ya se mencionaron anteriormente.

Elemento No. 20 en la tabla.

El calcio se encuentra en los huesos humanos y animales y es un componente importante del esmalte dental. También participa en muchos procesos biológicos dentro del cuerpo:

• exocitosis;
• coagulación de la sangre;
• contracción de fibras musculares;
• producción de hormonas.

Además, forma el exoesqueleto de muchos invertebrados y vida marina. La necesidad de este elemento aumenta con la edad, y a partir de los 20 años disminuye.

El valor del sodio y el potasio.

Estos dos elementos son muy importantes para el correcto y coordinado funcionamiento de las membranas celulares, así como de la bomba de sodio-potasio del corazón. Muchos medicamentos para enfermedades del sistema cardiovascular contienen estas sustancias. Además, estos mismos elementos:

• mantener la presión osmótica en la célula;
• regular el pH del ambiente;
• son parte del plasma sanguíneo y de los fluidos linfáticos;
• retener agua en los tejidos;
• contribuir a la transmisión de impulsos nerviosos, etc.

Los procesos son vitales, por lo que es difícil sobreestimar la importancia de estos macroelementos.

Magnesio y fósforo

La tabla de elementos químicos colocó a estas dos sustancias bastante separadas debido a la diferencia de propiedades, tanto físicas como químicas. El papel biológico también varía, pero también tienen algo en común: su importancia en la vida de los seres vivos.

El magnesio realiza las siguientes funciones:

• participa en la división de macromoléculas, que va acompañada de la liberación de energía;
• participa en la transmisión de impulsos nerviosos y en la regulación de la actividad cardíaca;
• es un componente activo para el funcionamiento intestinal normal;
• forma parte de las sustancias que controlan la actividad de los músculos lisos, etc.

Estas no son todas las funciones, sino las principales.

El fósforo, a su vez, desempeña el siguiente papel:

• forma parte de una gran cantidad de macromoléculas (fosfolípidos, enzimas y otras);
• es un componente de las reservas de energía más importantes del cuerpo: moléculas de ATP y ADP;
• controla el pH de las soluciones, actúa como tampón en el cuerpo;
• Forma parte de los huesos y dientes como uno de los principales elementos constructivos.

Por tanto, los macroelementos son una parte importante de la salud de los seres humanos y de otros seres vivos, su base, el comienzo de toda la vida en el planeta.

Características principales de los microelementos.

Los elementos biogénicos que pertenecen a este grupo se diferencian en que la necesidad que tiene el cuerpo de ellos es menor que la de los representantes del grupo anterior. Aproximadamente 100 mg por día, pero no más de 150 mg. En total existen unas 30 variedades. Además, todos se encuentran en diferentes concentraciones en la célula.

No se ha establecido el papel de todos ellos, pero se manifiestan claramente las consecuencias del consumo insuficiente de uno u otro elemento, expresadas en diversas enfermedades. Los más estudiados por sus efectos biológicos en el organismo son el cobre, el selenio y el zinc, además del hierro. Todos ellos participan en los mecanismos de regulación humoral, forman parte de enzimas y son catalizadores de procesos.

Ciclo de partículas biofílicas: carbono

Cada átomo es capaz de realizar una transición del cuerpo al medio ambiente y viceversa. En este caso se produce un proceso llamado “ciclo de nutrientes”. Consideremos su esencia usando el ejemplo de un átomo de carbono.

Los átomos pasan por varias etapas en su ciclo.

1. La mayor parte se encuentra en las entrañas de la tierra en forma de carbón, así como en el aire, formando una capa de dióxido de carbono.
2. El carbono pasa del aire a las plantas y es absorbido por ellas para la fotosíntesis.
3. Luego permanece en las plantas hasta que mueren y pasa a los depósitos de carbón, o pasa a organismos animales que se alimentan de plantas. De estos, el carbono regresa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.
4. Si hablamos del dióxido de carbono que se disuelve en el Océano Mundial, entonces desde el agua ingresa al tejido vegetal, formando eventualmente depósitos de piedra caliza, o se evapora a la atmósfera y el ciclo anterior comienza de nuevo.

Por tanto, se produce una migración biogénica de elementos químicos, tanto macro como microbiogénicos.