Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru

Rezumat pe tema:

„Componentele biochimice ale vieții”

Introducere

Chimia modernă este un complex larg de științe care au apărut treptat pe parcursul lungii sale dezvoltări istorice. Cunoașterea practică a omului cu procesele chimice datează din cele mai vechi timpuri. Timp de multe secole, explicația teoretică a proceselor chimice s-a bazat pe doctrina filozofică naturală a elementelor-calități. Într-o formă modificată, a servit drept bază pentru alchimie, care a apărut în jurul secolelor III-IV. ANUNȚ și a căutat să rezolve problema conversiei metalelor comune în metale nobile. Neavând succes în rezolvarea acestei probleme, alchimiștii au dezvoltat totuși o serie de tehnici de studiere a substanțelor, au descoperit unii compuși chimici, care au contribuit într-o anumită măsură la apariția chimiei științifice.

Vedere chimică a naturii, originilor și stării actuale

Chimia este integrată activ cu alte științe, rezultând în apariția biochimiei, biologiei moleculare, cosmochimiei, geochimiei și biogeochimiei. Primul studiază procesele chimice în organismele vii, geochimia - modelele de comportament ale elementelor chimice din scoarța terestră. Biogeochimia este știința proceselor de mișcare, distribuție, dispersie și concentrare a elementelor chimice în biosferă cu participarea organismelor. Fondatorul biogeochimiei este V.I. Vernadsky. Cosmochimia studiază compoziția chimică a materiei din Univers, abundența și distribuția ei între corpurile cosmice individuale.

O întărire bruscă a relației dintre chimie și biologie a avut loc ca urmare a creării lui A.M.

Teoria lui Butlerov a structurii chimice a compușilor organici. Ghidați de această teorie, chimiștii organici au intrat în competiție cu natura. Generațiile ulterioare de chimiști au dat dovadă de o mare ingeniozitate, muncă, imaginație și căutare creativă pentru sinteza dirijată a substanțelor.

Dezvoltarea progresivă a științei în secolul al XIX-lea, care a condus la descoperirea structurii atomului și la o cunoaștere detaliată a structurii și compoziției celulei, a deschis oportunități practice pentru chimiști și biologi de a lucra împreună la problemele chimice ale studiul celulei, pe întrebări despre natura proceselor chimice din țesuturile vii și condiționalitatea funcțiilor biologice ale reacțiilor chimice.

Dacă te uiți la metabolismul din organism din punct de vedere pur chimic, așa cum a făcut A.I. Oparin, vom vedea un ansamblu de un număr mare de reacții chimice relativ simple și uniforme care se combină între ele în timp, nu au loc aleatoriu, ci într-o secvență strictă, având ca rezultat formarea de lanțuri lungi de reacții. Și această ordine este îndreptată în mod natural către autoconservarea și auto-reproducția constantă a întregului sistem viu în întregime în condiții de mediu date.

Într-un cuvânt, proprietăți specifice ale viețuitoarelor, cum ar fi creșterea, reproducerea, mobilitatea, excitabilitatea și capacitatea de a răspunde la schimbările din mediul extern sunt asociate cu anumite complexe de transformări chimice.

Importanta chimiei printre stiintele care studiaza viata este extrem de mare. Chimia a fost cea care a relevat rolul cel mai important al clorofilei ca bază chimică a fotosintezei, hemoglobina ca bază a procesului de respirație, a stabilit natura chimică a transmiterii excitației nervoase, a determinat structura acizilor nucleici etc. Dar principalul lucru este că, în mod obiectiv, mecanismele chimice stau la baza proceselor și funcțiilor biologice ale viețuitoarelor. Toate funcțiile și procesele care au loc într-un organism viu pot fi exprimate în limbajul chimiei, sub forma unor procese chimice specifice.

Desigur, ar fi greșit să reducem fenomenele vieții la procese chimice. Aceasta ar fi o simplificare mecanicistă grosolană. Și o indicație clară a acestui lucru este specificul proceselor chimice din sistemele vii în comparație cu cele nevii. Studiul acestui specific dezvăluie unitatea și interconectarea formelor chimice și biologice ale mișcării materiei. Acest lucru este dovedit și de alte științe care au apărut la intersecția dintre biologie, chimie și fizică: biochimia - știința metabolismului și a proceselor chimice în organismele vii; chimie bioorganică - știința structurii, funcțiilor și căilor de sinteză a compușilor care formează organismele vii; biologia fizică și chimică ca știință a funcționării sistemelor complexe de transmitere a informațiilor și a reglementării proceselor biologice la nivel molecular, precum și biofizica, chimia biofizică și biologia radiațiilor.

Cele mai mari realizări ale acestui proces au fost identificarea produselor chimice ale metabolismului celular (metabolismul la plante, animale, microorganisme), stabilirea căilor biologice și a ciclurilor de biosinteză a acestor produse; s-a realizat sinteza lor artificială, s-a făcut descoperirea bazei materiale a mecanismului molecular de reglare și ereditar și a fost clarificată în mare măsură semnificația proceselor chimice și energetica proceselor din celule și organismele vii în general.

În zilele noastre, aplicarea principiilor biologice, care concentrează experiența adaptării organismelor vii la condițiile Pământului timp de multe milioane de ani și experiența creării celor mai avansate mecanisme și procese, devine deosebit de importantă pentru chimie. Au existat deja anumite realizări pe această cale.

În urmă cu mai bine de un secol, oamenii de știință și-au dat seama că baza eficienței excepționale a proceselor biologice este biocataliza. Prin urmare, chimiștii și-au stabilit scopul de a crea o nouă chimie bazată pe experiența catalitică a naturii vii. Se va introduce un nou control al proceselor chimice, unde vor începe să fie aplicate principiile sintetizării moleculelor similare; pe baza principiului enzimelor, se vor crea catalizatori cu o asemenea varietate de calități care îi vor depăși cu mult pe cei existenți în industria noastră.

În ciuda faptului că enzimele au proprietăți comune inerente tuturor catalizatorilor, totuși, ele nu sunt identice cu aceștia din urmă, deoarece funcționează în sistemele vii. Prin urmare, toate încercările de a folosi experiența naturii vii pentru a accelera procesele chimice din lumea anorganică se confruntă cu limitări serioase. Deocamdată, putem vorbi doar despre modelarea unora dintre funcțiile enzimelor și utilizarea acestor modele pentru o analiză teoretică a activității sistemelor vii, precum și utilizarea parțial practică a enzimelor izolate pentru a accelera anumite reacții chimice.

Aici, cea mai promițătoare direcție, evident, este cercetarea axată pe aplicarea principiilor biocatalizei în chimie și tehnologie chimică, pentru care este necesar să se studieze întreaga experiență catalitică a naturii vii, inclusiv experiența formării enzimei. în sine, o celulă și chiar un organism.

Teoria autodezvoltării sistemelor catalitice deschise elementare, în forma sa cea mai generală, prezentată de profesorul de la Universitatea de Stat din Moscova A.P. Rudenko în 1964, este o teorie generală a evoluției chimice și a biogenezei. Rezolvă întrebări despre forțele motrice și mecanismele procesului evolutiv, adică despre legile evoluției chimice, despre selecția elementelor și structurilor și cauzalitatea acestora, despre înălțimea organizării chimice și ierarhia sistemelor chimice ca urmare. a evolutiei.

Miezul teoretic al acestei teorii este poziția conform căreia evoluția chimică reprezintă auto-dezvoltarea sistemelor catalitice și, prin urmare, catalizatorii sunt substanța în evoluție. În timpul reacției, există o selecție naturală a acelor centri catalitici care au cea mai mare activitate. Autodezvoltarea, autoorganizarea și autocomplicarea sistemelor catalitice are loc datorită afluxului constant de energie transformată. Și întrucât principala sursă de energie este reacția de bază, avantajele evolutive maxime sunt obținute prin sisteme catalitice care se dezvoltă pe baza reacțiilor exoterme. Prin urmare, reacția de bază nu este doar o sursă de energie, ci și un instrument pentru selectarea celor mai progresive modificări evolutive ale catalizatorilor.

Dezvoltând aceste opinii, A.P. Rudenko a formulat legea de bază a evoluției chimice, conform căreia acele căi ale modificărilor evolutive ale catalizatorului se formează cu cea mai mare viteză și probabilitate, de-a lungul cărora există o creștere maximă a activității sale absolute.

O consecință practică a teoriei autodezvoltării sistemelor catalitice deschise este așa-numita „tehnologie non-staționară”, adică tehnologia cu condiții de reacție în schimbare. Astăzi, cercetătorii ajung la concluzia că regimul staționar, a cărui stabilizare fiabilă părea a fi cheia eficienței ridicate a procesului industrial, este doar un caz special al regimului nestaționar. Totodată, au fost descoperite multe regimuri nestaţionare care contribuie la intensificarea reacţiei.

În prezent, sunt deja vizibile perspective pentru apariția și dezvoltarea unei noi chimie, pe baza căreia se vor crea tehnologii industriale cu deșeuri reduse, fără deșeuri și economisind energie.

Astăzi, chimiștii au ajuns la concluzia că, folosind aceleași principii pe care se construiește chimia organismelor, în viitor (fără a repeta natura exact) se va putea construi o chimie fundamental nouă, un nou control al proceselor chimice, unde vor începe să se aplice principiile sintezei moleculelor similare. Se are în vedere crearea de convertoare care să utilizeze lumina soarelui cu eficiență ridicată, transformând-o în energie chimică și electrică, precum și energia chimică în lumină de mare intensitate.

Pentru a stăpâni experiența catalitică a naturii vii și a implementa cunoștințele dobândite în producția industrială, chimiștii au subliniat o serie de modalități promițătoare.

Primul - dezvoltarea cercetării în domeniul catalizei complexe metalice, cu accent pe obiectele relevante ale naturii vii. Această cataliză este îmbogățită prin tehnici utilizate de organismele vii în reacții enzimatice, precum și prin metode de cataliză heterogenă clasică.

A doua cale constă în modelarea biocatalizatorilor. În prezent, prin selecția artificială a structurilor, a fost posibil să se construiască modele ale multor enzime caracterizate prin activitate și selectivitate ridicate, uneori aproape la fel cu cele originale, sau cu o simplitate structurală mai mare.

Cu toate acestea, modelele rezultate nu sunt încă capabile să înlocuiască biocatalizatorii naturali ai sistemelor vii. În această etapă de dezvoltare a cunoștințelor chimice, această problemă este extrem de dificil de rezolvat. O enzimă este izolată dintr-un sistem viu, se determină structura sa și este introdusă în reacție pentru a îndeplini funcții catalitice. Dar funcționează pentru o perioadă scurtă de timp și este distrus rapid, deoarece este izolat de ansamblu, de celulă. O celulă întreagă cu întregul său aparat enzimatic este un obiect mai important decât o parte izolată din ea.

A treia cale a stăpâni mecanismele laboratorului naturii vii este asociată cu realizările chimiei sistemelor imobilizate. Esența imobilizării este fixarea enzimelor izolate dintr-un organism viu pe o suprafață solidă prin adsorbție, care le transformă într-un catalizator eterogen și îi asigură stabilitatea și acțiunea continuă.

A patra cale în dezvoltarea cercetării axate pe aplicarea principiilor biocatalizei în chimie și tehnologia chimică, se caracterizează prin formularea celei mai largi sarcini - studiul și stăpânirea întregii experiențe catalitice a naturii vii, inclusiv formarea unei enzime, celula si chiar organismul. Acesta este stadiul în care se află bazele chimiei evolutive ca știință eficientă cu funcțiile sale de lucru. Oamenii de știință susțin că aceasta este o mișcare a științei chimice către o tehnologie chimică fundamental nouă, cu perspectiva creării de analogi ai sistemelor vii. Soluția la această problemă va ocupa un loc crucial în crearea chimiei viitorului.

Elemente chimice din corpul uman

element catalitic de biocataliză chimică

Toate organismele vii de pe Pământ, inclusiv oamenii, sunt în contact strâns cu mediul. Mâncarea și apa de băut contribuie la pătrunderea aproape a tuturor elementelor chimice în organism. Ele sunt introduse și îndepărtate din organism în fiecare zi. Analizele au arătat că numărul de elemente chimice individuale și raportul lor în corpul sănătos al diferitelor persoane este aproximativ același.

Opinia că aproape toate elementele tabelului periodic pot fi găsite în corpul uman de către D.I. Mendeleev, devine obișnuit. Cu toate acestea, ipotezele oamenilor de știință merg mai departe - nu numai că toate elementele chimice sunt prezente într-un organism viu, dar fiecare dintre ele îndeplinește un fel de funcție biologică. Este foarte posibil ca această ipoteză să nu fie confirmată. Cu toate acestea, pe măsură ce cercetările în această direcție se dezvoltă, se dezvăluie rolul biologic al unui număr tot mai mare de elemente chimice. Fără îndoială, timpul și munca oamenilor de știință vor face lumină asupra acestei probleme.

Bioactivitatea elementelor chimice individuale. S-a stabilit experimental că metalele reprezintă aproximativ 3% (în greutate) în corpul uman. Asta e mult. Dacă luăm masa unei persoane ca 70 kg, atunci ponderea metalelor este de 2,1 kg. Masa este distribuită între metalele individuale după cum urmează: calciu (1700 g), potasiu (250 g), sodiu (70 g), magneziu (42 g), fier (5 g), zinc (3 g). Restul provine din microelemente. Dacă concentrația unui element în organism depășește 10 2%, atunci acesta este considerat un macroelement. Microelementele se găsesc în organism în concentrații de 10 3 -10 5% . Dacă concentrația unui element este sub 10 5%, atunci acesta este considerat un ultramicroelement. Substanțele anorganice dintr-un organism viu se găsesc sub diferite forme. Majoritatea ionilor metalici formează compuși cu obiectele biologice. S-a stabilit deja că multe enzime (catalizatori biologici) conțin ioni metalici. De exemplu, manganul este inclus în 12 enzime diferite, fierul - în 70, cuprul - în 30 și zincul - în mai mult de 100. Desigur, lipsa acestor elemente ar trebui să afecteze conținutul enzimelor corespunzătoare și, prin urmare, funcționarea normală. a corpului. Astfel, sărurile metalice sunt absolut necesare pentru funcționarea normală a organismelor vii. Acest lucru a fost confirmat și de experimentele cu o dietă fără sare, care a fost folosită pentru hrănirea animalelor de experiment. În acest scop, sărurile au fost îndepărtate din alimente prin spălare repetată cu apă. S-a dovedit că consumul de astfel de alimente a dus la moartea animalelor

Șase elemente ai căror atomi fac parte din proteine ​​și acizi nucleici: carbon, hidrogen, azot, oxigen, fosfor, sulf. În continuare, trebuie să evidențiem douăsprezece elemente, al căror rol și importanță pentru viața organismelor este cunoscut: clor, iod, sodiu, potasiu, magneziu, calciu, mangan, fier, cobalt, cupru, zinc, molibden. În literatură există indicii ale manifestării activității biologice prin vanadiu, crom, nichel și cadmiu

Există un număr mare de elemente care sunt otrăvuri pentru un organism viu, de exemplu, mercur, taliu, porci etc. Au un efect biologic negativ, dar organismul poate funcționa fără ele. Există opinia că motivul acțiunii acestor otrăvuri este asociat cu blocarea anumitor grupări din moleculele proteice sau cu deplasarea cuprului și zincului din anumite enzime. Există elemente care sunt otrăvitoare în cantități relativ mari, dar în concentrații mici au un efect benefic asupra organismului. De exemplu, arsenul este o otravă puternică care perturbă sistemul cardiovascular și afectează ficatul și rinichii, dar în doze mici este prescris de medici pentru a îmbunătăți apetitul unei persoane. Oamenii de știință cred că microdozele de arsenic cresc rezistența organismului la microbii dăunători. Gazul muștar este o substanță toxică puternic cunoscută pe scară largă. S(CH 2 CH 2 C1) 2 . Cu toate acestea, diluat de 20.000 de mii de ori cu vaselină sub denumirea de „Psoriasin”, este folosit împotriva lichenului solzos. Farmacoterapia modernă nu se poate lipsi încă de un număr semnificativ de medicamente care conțin metale toxice. Cum să nu-ți amintești zicala că în cantități mici vindecă, dar în cantități mari schilod.

Interesant este că clorura de sodiu (sare de masă) într-un exces de zece ori în organism în comparație cu nivelurile normale este otrăvitoare. Oxigenul, de care o persoană are nevoie pentru a respira, are un efect toxic în concentrații mari și mai ales sub presiune. Din aceste exemple reiese clar că concentrația unui element în organism joacă uneori un rol foarte semnificativ și uneori catastrofal.

Fierul face parte din hemoglobina din sânge, sau mai precis din pigmenții roșii din sânge, care leagă reversibil oxigenul molecular. Sângele unui adult conține aproximativ 2,6 g de fier. În procesul vieții, organismul se descompune în mod constant și sintetizează hemoglobina. Pentru a restabili fierul pierdut odată cu descompunerea hemoglobinei, o persoană are nevoie de un aport zilnic de aproximativ 25 mg. Lipsa fierului în organism duce la o boală - anemie. Cu toate acestea, excesul de fier din organism este, de asemenea, dăunător. Este asociată cu sideroza ochilor și plămânilor, o boală cauzată de depunerea compușilor de fier în țesuturile acestor organe. Lipsa de cupru în organism provoacă distrugerea vaselor de sânge. În plus, se crede că deficiența acestuia provoacă cancer. În unele cazuri, medicii asociază cancerul pulmonar la persoanele în vârstă cu o scădere a cuprului din organism legată de vârstă. Totuși, excesul de cupru duce la tulburări psihice și paralizie a unor organe (boala Wilson). Doar cantități mari de compuși de cupru dăunează oamenilor. În doze mici, ele sunt utilizate în medicină ca astringent și bacteriostază (inhibând creșterea și reproducerea bacteriilor). De exemplu, sulfat de cupru (II). CuSO 4 utilizat în tratamentul conjunctivitei sub formă de picături pentru ochi (soluție 0,25%), precum și pentru cauterizarea trahomului sub formă de creioane pentru ochi (un aliaj de sulfat de cupru (II), nitrat de potasiu, alaun și camfor). În cazul arsurilor pielii cu fosfor, se umezește copios cu o soluție 5% de sulfat de cupru (II).

Proprietatea bactericidă (care provoacă moartea diferitelor bacterii) a argintului și a sărurilor sale a fost remarcată de mult timp. De exemplu, în medicină, o soluție de argint coloidal (collargol) este utilizată pentru a spăla rănile purulente, vezica urinară pentru cistita cronică și uretrita, precum și sub formă de picături pentru ochi pentru conjunctivita purulentă și blennoree. Nitrat de argint AgNO 3 sub formă de creioane sunt folosite pentru cauterizarea negilor, granulațiilor etc. În soluții diluate (0,1-0,25%) se folosește ca agent astringent și antimicrobian pentru loțiuni, precum și ca picături pentru ochi. Oamenii de știință cred că efectul de cauterizare al nitratului de argint este asociat cu interacțiunea acestuia cu proteinele tisulare, ceea ce duce la formarea de săruri proteice de argint - albuminați.

În prezent, s-a stabilit fără îndoială că toate organismele vii sunt caracterizate de fenomenul de asimetrie ionică - distribuția neuniformă a ionilor în interiorul și în afara celulei. De exemplu, în interiorul celulelor fibrelor musculare, inimii, ficatului și rinichilor există un conținut crescut de ioni de potasiu în comparație cu conținutul extracelular. Concentrația ionilor de sodiu, dimpotrivă, este mai mare în afara celulei decât în ​​interiorul acesteia. Prezența unui gradient de concentrație de potasiu și sodiu este un fapt stabilit experimental. Cercetătorii sunt îngrijorați de misterul naturii pompei de potasiu-sodiu și de funcționarea acesteia. Eforturile multor echipe de oameni de știință, atât din țara noastră, cât și din străinătate, vizează rezolvarea acestei probleme. Interesant este că pe măsură ce corpul îmbătrânește, gradientul de concentrație al ionilor de potasiu și sodiu la limita celulară scade. Când apare moartea, concentrația de potasiu și sodiu în interiorul și în afara celulei se egalizează imediat.

Funcția biologică a ionilor de litiu și rubidiu într-un organism sănătos nu este încă clară. Cu toate acestea, există dovezi că prin introducerea lor în organism este posibilă tratarea uneia dintre formele de psihoză maniaco-depresivă.

Biologii și medicii știu bine că glicozidele joacă un rol important în corpul uman. Unele glicozide naturale (extrase din plante) acționează activ asupra mușchiului inimii, sporind funcțiile contractile și încetinind ritmul cardiac. Dacă o cantitate mare de glicozidă cardiacă intră în organism, poate apărea stop cardiac complet. Unii ioni metalici afectează acțiunea glicozidelor. De exemplu, atunci când ionii de magneziu sunt introduși în sânge, efectul glicozidelor asupra mușchiului inimii este slăbit.Ionii de calciu, dimpotrivă, sporesc efectul glicozidelor cardiace.

Unii compuși ai mercurului sunt, de asemenea, extrem de otrăvitori. Se știe că ionii de mercur (II) sunt capabili să se lege puternic de proteine. Efectul otrăvitor al clorurii de mercur (II) HgCl 2 (sublimat) se manifestă în primul rând prin necroza (moartea) rinichilor și mucoasei intestinale. Ca urmare a otrăvirii cu mercur, rinichii își pierd capacitatea de a elimina deșeurile din sânge.

Interesant este clorura de mercur(I). Hg 2 Cl 2 (numele antic calomel) este inofensiv pentru corpul uman. Acest lucru se datorează probabil solubilității extrem de scăzute a sării, ca urmare a căreia ionii de mercur nu intră în organism în cantități vizibile.

Cianură de potasiu (cianura de potasiu) KCN- sare de acid cianhidric HCN. Ambii compuși sunt otrăvuri puternice și cu acțiune rapidă

În otrăvirea acută cu acid cianhidric și sărurile sale, se pierde cunoștința, apare paralizia respiratorie și cardiacă. În stadiul inițial al otrăvirii, o persoană are amețeli, o senzație de presiune în frunte, cefalee acută, respirație rapidă și palpitații. Primul ajutor pentru otrăvirea cu acid cianhidric și sărurile sale este aerul proaspăt, respirația oxigenului și căldura. Antidoturile sunt nitritul de sodiu NaNO 2 și compuși organici nitro: nitritul de amil C 5 H 11 ONOși nitrit de propil C 3 H 7 ONO. Se crede că efectul nitritului de sodiu este redus la conversia hemoglobinei în meta-hemoglobină. Acesta din urmă leagă ferm ionii de cianură în cianmetagemoglobină. În acest fel, enzimele respiratorii sunt eliberate de ionii de cianură, ceea ce duce la restabilirea funcției respiratorii a celulelor și țesuturilor.

Compușii care conțin sulf sunt utilizați pe scară largă ca antidoturi pentru acidul cianhidric: sulf coloidal, tiosulfat de sodiu N / A 2 S 2 O 3 , tetrationat de sodiu N / A 2 S 4 O 6 , precum și compuși organici care conțin sulf, în special aminoacizi - glutation, cisteină, cistină. Acidul cianhidric și sărurile sale, atunci când reacționează cu sulful, sunt transformate în tiocianați în conformitate cu ecuația

HCN+S > HNCS

Tiocianați sunt complet inofensivi pentru corpul uman.

Încă din cele mai vechi timpuri, în caz de pericol de otrăvire cu cianură, se recomandă păstrarea unei bucăți de zahăr sub obraz. În 1915, chimiștii germani Rupp și Golze au arătat că glucoza reacționează cu acidul cianhidric și unele cianuri pentru a forma compusul netoxic glucoză cianohidrina:

OH OH OH OH N OH OH OH OH N

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

CH2-CH-CH-CH-CH-C = O + HCN > CH2-CH-CH-CH-CH-C-OH

glucoză cianohidrina glucoză

Plumbul și compușii săi sunt otrăvuri destul de puternice. În corpul uman, plumbul se acumulează în oase, ficat și rinichi.

Compușii elementului chimic taliu, care este considerat rari, sunt foarte toxici.

Trebuie subliniat că toate metalele neferoase și mai ales grele (situate la sfârșitul tabelului periodic) sunt otrăvitoare în cantități mai mari decât cele admisibile.

Dioxidul de carbon se găsește în cantități mari în corpul uman și, prin urmare, nu poate fi otrăvitor. În 1 oră, un adult expiră aproximativ 20 de litri (aproximativ 40 g) din acest gaz. În timpul muncii fizice, cantitatea de dioxid de carbon expirată crește la 35 de litri. Se formează ca urmare a arderii carbohidraților și grăsimilor din organism. Cu toate acestea, cu conținut ridicat CO 2 sufocarea apare în aer din cauza lipsei de oxigen. Durata maximă a șederii unei persoane într-o cameră cu concentrare CO 2 până la 20% (din volum) nu trebuie să depășească 2 ore.În Italia există o peșteră binecunoscută („Peștera câinelui”), în care o persoană poate sta mult timp în picioare, iar un câine care intră în ea se sufocă și moare. Faptul este că peștera este plină cu dioxid de carbon greu (comparativ cu azotul și oxigenul) până la talia unei persoane. Deoarece capul persoanei se află în stratul de aer, nu simte niciun disconfort. Pe măsură ce câinele crește, se află într-o atmosferă de dioxid de carbon și, prin urmare, se sufocă.

Medicii și biologii au descoperit că atunci când carbohidrații sunt oxidați în organism în apă și dioxid de carbon, o moleculă de oxigen este eliberată pentru fiecare moleculă de oxigen consumată. CO 2 . Astfel, raportul dintre selectați CO 2 a absorbi DESPRE 2 (valoarea coeficientului respirator) este egală cu unu. În cazul oxidării grăsimilor, coeficientul respirator este de aproximativ 0,7. In consecinta, prin determinarea valorii coeficientului respirator se poate aprecia ce substante sunt arse predominant in organism. S-a stabilit experimental că în timpul sarcinilor musculare de scurtă durată, dar intense, energia se obține prin oxidarea carbohidraților, iar în timpul exercițiilor de lungă durată, energia se obține în principal prin arderea grăsimilor. Se crede că trecerea organismului la oxidarea grăsimilor este asociată cu epuizarea rezervelor de carbohidrați, care se observă de obicei la 5-20 de minute după începerea muncii musculare intense.

Antidoturi

Antidoturile sunt substanțe care elimină efectele otrăvurilor asupra structurilor biologice și inactivează otrăvurile prin substanțe chimice.

Sare galbenă de sânge K 4 formează compuși slab solubili cu ioni ai multor metale grele. Această proprietate este folosită în practică pentru a trata otrăvirea cu săruri de metale grele.

Un bun antidot pentru otrăvirea cu compuși de arsen, mercur, plumb, cadmiu, nichel, crom, cobalt și alte metale este unithiol:

CH 2 -CH-CH 2 ASA DE 3 Na H 2 DESPRE

Laptele este un antidot universal.

Concluzie

Biochimia modernă este reprezentată de multe direcții diferite în dezvoltarea cunoștințelor despre natura materiei și metodele de transformare a acesteia. În același timp, chimia nu este doar o sumă de cunoștințe despre substanțe, ci un sistem de cunoștințe extrem de ordonat, în continuă dezvoltare, care își are locul printre alte științe ale naturii.

Chimia studiază diversitatea calitativă a materialelor purtători ai fenomenelor chimice, forma chimică a mișcării materiei.

Unul dintre cele mai semnificative temeiuri obiective pentru a distinge chimia ca disciplină independentă a științelor naturii este recunoașterea specificității chimiei, relația dintre substanțe, care se manifestă, în primul rând, într-un complex de forțe și diferite tipuri de interacțiuni care determină existenţa compuşilor di- şi poliatomici. Acest complex este de obicei caracterizat ca o legătură chimică care apare sau se rupe în timpul interacțiunii particulelor la nivel atomic de organizare a materiei. Apariția unei legături chimice se caracterizează printr-o redistribuire semnificativă a densității electronice față de poziția simplă a densității electronice a atomilor nelegați sau a fragmentelor atomice aduse aproape de distanța de legătură. Această caracteristică separă cel mai precis o legătură chimică de diferite tipuri de manifestări ale interacțiunilor intermoleculare.

Creșterea continuă și constantă a rolului biochimiei ca știință în cadrul științei naturii este însoțită de dezvoltarea rapidă a cercetării fundamentale, complexe și aplicate, dezvoltarea accelerată de noi materiale cu proprietăți specificate și noi procese în domeniul tehnologiei de producție. și prelucrarea substanțelor.

Bibliografie

1. Dicționar enciclopedic mare. Chimie. M., 2001.

2. Grushevitskaya T.T., Sadokhin A.P. Concepte ale științelor naturale moderne. M., 1998.

3. Kuznetsov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Științele naturii. M., 1996.

4. Chimie // Dicţionar enciclopedic chimic. M., 1983.

5. http://n-t.ru/ri/kk/hm16.htm

6. http://www.alhimik.ru/kunst/man"s_elem.html

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Vedere chimică a naturii, originilor și stării actuale. Subiectul cunoașterii științei chimice și a structurii acesteia. Relația dintre chimie și fizică. Relația dintre chimie și biologie. Chimia studiază diversitatea calitativă a purtătorilor materiale ai fenomenelor chimice.

rezumat, adăugat 15.03.2004


Prezentare de chimie. Sistemele vii sunt elementele chimice care se găsesc în ele. Contactul strâns al sistemelor vii, inclusiv al oamenilor, cu mediul. Compoziția corpului uman. Tulburări ale metabolismului mineral în corpul uman. Condiții patologice.

prezentare, adaugat 24.12.2008


rezumat, adăugat 10.11.2011


Principalele elemente chimice comune în corpul uman, semne și simptome caracteristice ale deficienței unora dintre ele. Descrierea generală a proprietăților iodului, descoperirea și semnificația acestuia în organism. Procedura de determinare a deficienței sale și mecanismul de reaprovizionare.

prezentare, adaugat 27.12.2010


Rolul fiziologic al beriliului în corpul uman, sinergicii și antagoniștii săi. Rolul magneziului în corpul uman pentru a asigura apariția diferitelor procese de viață. Neutralizarea excesului de aciditate a organismului. Valoarea stronțiului pentru oameni.

rezumat, adăugat 05.09.2014


Proprietățile fizico-chimice ale taliului, starea de agregare, presiunea vaporilor saturați, căldura de vaporizare în condiții normale și sensibilitatea la încălzire. Căi de pătrundere și transformare în organism. Surse de intrare în mediu.

test, adaugat 24.10.2014


Proprietățile chimice ale metalelor, prezența lor în corpul uman. Rolul macroelementelor (potasiu, sodiu, calciu, magneziu) și al microelementelor în organism. Conținutul de macro și microelemente în produsele alimentare. Consecințele unui dezechilibru al anumitor elemente.

prezentare, adaugat 13.03.2013


Conceptul, caracteristicile generale și scopul procesului de reformare catalitică. Baza chimică a procesului de reformare: transformarea alcanilor, cicloalcanilor, arenelor. Catalizatori și macrocinetica procesului. Instalaţii industriale ale procesului catalitic.

lucrare curs, adaugat 13.10.2011


Determinarea masei echivalente de metal si sare prin metoda deplasarii hidrogenului. Progresul și datele experimentului, caracteristicile dispozitivelor. Utilizarea magneziului ca metal, proprietățile sale chimice de bază. Calculul erorilor experimentale absolute și relative.

lucru de laborator, adaugat 05.05.2013


Compuși organici cu greutate moleculară mică de diferite naturi chimice, necesari pentru implementarea proceselor care au loc într-un organism viu. Vitamine solubile în apă și liposolubile. Nevoia umană zilnică de vitamine și principalele lor funcții.

Cuprinsul subiectului „Artropode. Chordata.”:

Studiul chimiei organismelor vii, i.e. biochimie, este strâns legată de dezvoltarea rapidă generală a biologiei în secolul al XX-lea. Importanța biochimiei este că oferă o înțelegere fundamentală a fiziologiei, cu alte cuvinte, o înțelegere a modului în care funcționează sistemele biologice.

Aceasta, la rândul său, își găsește aplicație în agricultură (crearea de pesticide, erbicide etc.); în medicină (inclusiv întreaga industrie farmaceutică); în diverse industrii de fermentație, care ne furnizează o gamă largă de produse, inclusiv produse de panificație; în sfârșit, în tot ceea ce ține de alimentație și nutriție, adică în dietetică, în tehnologia de producție a alimentelor și în știința depozitării lor. Cu biochimie De asemenea, este asociată apariția unui număr de noi domenii promițătoare în biologie, cum ar fi ingineria genetică, biotehnologia sau o abordare moleculară a studiului bolilor genetice.

Biochimie joacă, de asemenea, un rol unificator important în biologie. Când luăm în considerare organismele vii la nivel biochimic, ceea ce este cel mai adesea izbitor nu sunt atât diferențele dintre ele, cât și asemănările lor.

Elemente găsite în organismele vii

Elemente găsite în organismele vii

În scoarța terestră se găsesc aproximativ 100 elemente chimice, dar doar 16 dintre ele sunt necesare vieții. Cele mai abundente patru elemente din organismele vii (în ordinea descrescătoare a numărului de atomi) sunt hidrogenul, carbonul, oxigenul și azotul.

Ele reprezintă mai mult de 90% atât din masă, cât și din numărul de atomi care alcătuiesc toate organismele vii. Cu toate acestea, în primul pământesc patru locuri în ceea ce privește prevalența ocupă oxigen, siliciu, aluminiu și sodiu. Semnificația biologică a hidrogenului, oxigenului, azotului și carbonului este asociată în principal cu valența lor, egală cu 1, 2, 3 și respectiv 4, precum și cu capacitatea lor de a forma legături covalente mai puternice decât alte elemente de aceeași valență.

Introducere.

Compoziția elementară a organismelor.

Molecule și ionii care alcătuiesc corpul uman, conținutul și funcțiile acestora.

Niveluri de organizare structurală a compușilor chimici ai organismelor vii.

Tipare generale de metabolism și energie în corpul uman.

Caracteristicile proceselor metabolice în diferite stări ale corpului.

Introducere. Ce face biochimia?

Biochimie studiază procesele chimice care au loc în sistemele vii. Cu alte cuvinte, biochimia studiază chimia vieții. Această știință este relativ tânără. Ea s-a născut în secolul al XX-lea. În mod convențional, cursul de biochimie poate fi împărțit în trei părți.

Biochimie generală se ocupă de legile generale ale compoziției chimice și metabolismului diferitelor ființe vii, de la cele mai mici microorganisme până la om. S-a dovedit că aceste modele se repetă în mare măsură.

Biochimie privată se ocupă de particularitățile proceselor chimice care au loc în grupuri individuale de ființe vii. De exemplu, procesele biochimice din plante, animale, ciuperci și microorganisme au propriile lor caracteristici, iar în unele cazuri foarte semnificative.

Biochimie funcțională se ocupă de particularitățile proceselor biochimice care apar în organismele individuale asociate cu caracteristicile stilului lor de viață. Direcția biochimiei funcționale care studiază efectul exercițiului fizic asupra corpului sportivului se numește biochimia sportului saubiochimia sportului.

Dezvoltarea culturii fizice și a sportului necesită ca sportivii și antrenorii să aibă cunoștințe bune în domeniul biochimiei. Acest lucru se datorează faptului că, fără a înțelege cum funcționează organismul la nivel chimic, molecular, este dificil să sperăm la succes în sporturile moderne. Multe tehnici de antrenament și recuperare din aceste zile se bazează pe o înțelegere profundă a modului în care funcționează organismul la nivel subcelular și molecular. Fără o înțelegere profundă a proceselor biochimice, este imposibil să lupți împotriva dopajului, un rău care poate ruina sportul.

1. Compoziția elementară a organismelor

Corpul uman include elemente chimice care se găsesc și în natura neînsuflețită. Cu toate acestea, în ceea ce privește compoziția cantitativă a elementelor chimice, organismele vii diferă semnificativ de natura neînsuflețită. De exemplu, conținutul cantitativ de fier și siliciu în natura neînsuflețită este semnificativ mai mare decât în ​​organismele vii. O trăsătură caracteristică a organismelor vii este conținutul lor ridicat de carbon, care este asociat cu predominanța compușilor organici în ele.

Corpul uman este format din elemente structurale: C-carbon, O-oxigen, H-hidrogen, N-azot, Ca-calciu, Mg-magneziu, Na-sodiu, K-potasiu, S-sulf, P-fosfor, Cl- clor . De exemplu, H 2 O, o moleculă de apă, constă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. 70-80% din corpul uman este format din apă. Cu toate acestea, fluidele din corpul uman, din celulele sale, din sângele lui, includ, pe lângă apă, 0,9% clorură de sodiu NaCl, a cărei moleculă este formată din sodiu și clor. Toate procesele biochimice au loc exact într-o soluție apoasă 0,9% de sare de masă, care se numește soluție fiziologică. Prin urmare, chiar și medicamentele pentru injecții și picături sunt dizolvate în soluție salină.

Corpul uman conține aproximativ 3 kg de minerale, ceea ce reprezintă 4% din greutatea corpului. Compoziția minerală a corpului este foarte diversă și aproape întregul tabel periodic poate fi găsit în el.

Mineralele sunt distribuite extrem de neuniform în organism. În sânge, mușchi și organe interne, conținutul de minerale este scăzut - aproximativ 1%. Dar în oase, mineralele reprezintă aproximativ jumătate din masă. Smaltul dintilor este 98% mineral.

Formele de existență a mineralelor în organism sunt și ele variate.

În primul rând, în oase se găsesc sub formă de săruri insolubile.

În al doilea rând, elementele minerale pot face parte din compușii organici.

În al treilea rând, elementele minerale pot fi prezente în organism sub formă de ioni.

Necesarul zilnic de minerale este mic și intră în organism cu alimente. Cantitatea lor în alimente este de obicei suficientă. Cu toate acestea, în cazuri rare, acestea pot să nu fie suficiente. De exemplu, în unele zone nu există suficient iod, în altele există un exces de magneziu și calciu.

Mineralele sunt excretate din organism în trei moduri prin urină, intestine - în fecale și cu transpirație - în piele.

Rolul biologic al acestor substanțe este foarte divers.

Aproximativ 90 de elemente ale tabelului D.I. au fost găsite în corpurile umane și animale. Mendeleev. Elemente chimice biogene– elemente chimice prezente în organismele vii. Pe baza conținutului lor cantitativ, acestea sunt de obicei împărțite în mai multe grupuri:

Macroelementele.

Microelemente.

Ultramicroelemente.

Dacă fracția de masă a unui element din corp depășește 10 -2%, atunci ar trebui luată în considerare macronutrient. Acțiune microelementeîn organism este de 10 -3 -10 -5%. Dacă conținutul unui element este sub 10 -5%, se ia în considerare ultramicroelement. Desigur, o astfel de gradare este arbitrară. Prin aceasta, magneziul intră în regiunea intermediară dintre macro și microelemente.

Mineralele din corpul uman sunt în diferite stări. În conformitate cu aceasta, acțiunea lor se manifestă.

unu din forme - atunci ele sunt parte integrantă a substanțelor organice. De exemplu, sulful face parte din aminoacizii cisteină și metionină, fierul este o componentă a hemoglobinei, iodul este o componentă a hormonului tiroidian - tiroxina, fosforul este prezent într-o varietate de compuși organici - ATP, ADP, alte nucleotide , acizi nucleici, fosfatide (lecitine si cefaline), diversi esteri cu hexoze, trioze etc.

Al doilea formă - acestea sunt depozite durabile insolubile de dioxid de carbon, fosfat de calciu și săruri de magneziu, fluor și alte săruri din țesuturile dure - în oase, dinți, coarne, copite, pene etc. Ele constituie scheletul lor mineral.

ȘI al treilea formă - substanțe minerale dizolvate în fluidele tisulare. Acest grup de minerale asigură o serie de condiții necesare pentru păstrarea proceselor vitale ale organismului. Aceste condiții includ presiunea osmotică, reacția mediului, starea coloidală a proteinelor, starea sistemului nervos etc. Aceste condiții, la rândul lor, depind de cantitatea de elemente minerale, raportul acestora și caracteristicile calitative ale acestora din urmă.

Întreaga diversitate de substanțe din lumea animală și vegetală este construită dintr-un număr relativ mic de componente inițiale. Acestea sunt elemente chimice și substanțe chimice. Din cele 107 de elemente chimice cunoscute, 60 au fost găsite în organismele vii, dar doar 22 se găsesc în concentrații care nu permit ca acest element să fie considerat o impuritate aleatorie.Toate elementele chimice găsite în organismele vii, în funcție de concentrația lor în celule, sunt împărțite în trei grupe:

Macronutrienti: C, H, O, N, P, S, CI, Na, K, Ca.

Cota lor este de peste 0,01%. Cantitatea de macronutrienți este prezentată în tabel; Microelemente: Fe, Mg, Zn, Cu, Co, J, Br, V, F, Mo, Al, Si etc.

Ponderea lor este de la 0,01 la 0,000001%;

Ultramicroelemente: Hg, Au, Ag, Ra etc. Ponderea lor este mai mică de 0,000001%.

Elemente

Macronutrienți constituie aproximativ 99,9% din masa celulară și pot fi împărțite în două grupe. Principal elementele chimice biogene (oxigen, carbon, hidrogen, azot) alcătuiesc 98% din masa tuturor celulelor vii. Ele formează baza compușilor organici și, de asemenea, formează apă, care este prezentă în toate sistemele vii în cantități semnificative. Al doilea grup de macroelemente include fosfor, potasiu, sulf, clor, calciu, magneziu, sodiu, fier, însumând 1,9%. Ele sunt extrem de importante pentru asigurarea vieții organismelor; fără ele, existența oricăror ființe vii este imposibilă.

Sodiu și potasiu sunt prezente în organism sub formă de ioni. Ionii de sodiu se găsesc în afara celulelor, în timp ce ionii de potasiu sunt concentrați în interiorul celulei. Acești ioni joacă un rol important în crearea presiunii osmotice și a potențialului celular, care sunt necesari pentru funcționarea normală a miocardului.

Potasiu. Aproximativ 90% din potasiu se găsește în interiorul celulelor. Acesta, împreună cu alte săruri, asigură presiune osmotică; participă la transmiterea impulsurilor nervoase; reglarea metabolismului apă-sare; favorizează eliminarea apei și, în consecință, a toxinelor din organism; menține echilibrul acido-bazic al mediului intern al organismului; participă la reglarea activității inimii și a altor organe; necesare pentru funcționarea unui număr de enzime.

Potasiul este bine absorbit din intestine, iar excesul său este îndepărtat rapid din organism prin urină. Necesarul zilnic de potasiu pentru un adult este de 2000-4000 mg. Crește odată cu transpirația excesivă, utilizarea diureticelor și bolile cardiace și hepatice. Potasiul nu este un nutrient cu deficit nutrițional, iar deficitul de potasiu nu apare cu o dietă variată. Deficiența de potasiu în organism apare atunci când funcția sistemului neuromuscular și cardiovascular este afectată, somnolență, scăderea tensiunii arteriale și aritmii cardiace. În astfel de cazuri, este prescrisă o dietă cu potasiu.

Majoritatea potasiului intră în organism cu alimente vegetale. Surse bogate ale acestuia sunt caisele, prunele uscate, stafidele, spanacul, algele marine, fasolea, mazarea, cartofii, alte legume si fructe (100 - 600 mg/100 g produs). Mai puțin potasiu este conținut în smântână, orez și pâine făcută din făină premium (100 - 200 mg/100 g).

Sodiu găsite în toate țesuturile și fluidele biologice ale corpului. Este implicat în menținerea presiunii osmotice în fluidele tisulare și în sânge; în transmiterea impulsurilor nervoase; reglarea echilibrului acido-bazic, metabolismul apă-sare; crește activitatea enzimelor digestive.

Calciu și magneziu se gasesc in principal in tesutul inert sub forma de saruri insolubile. Aceste săruri conferă oaselor duritate. În plus, în formă ionică joacă un rol important în contracția musculară.

Calciu. Este principala componentă structurală a oaselor și a dinților; face parte din nucleele celulare, fluidele celulare și tisulare și este necesar pentru coagularea sângelui. Calciul formează compuși cu proteine, fosfolipide, acizi organici; participă la reglarea permeabilității membranelor celulare, la procesele de transmitere a impulsurilor nervoase, la mecanismul molecular al contracțiilor musculare și controlează activitatea unui număr de enzime. Astfel, calciul îndeplinește nu numai funcții plastice, ci afectează și multe procese biochimice și fiziologice din organism.

Calciul este unul dintre elementele greu de digerat. Compușii de calciu care intră în corpul uman cu alimente sunt practic insolubili în apă. Mediul alcalin al intestinului gros favorizează formarea compușilor de calciu greu digerabili, iar doar acțiunea acizilor biliari asigură absorbția acestuia.

Asimilarea calciului de către țesuturi depinde nu numai de conținutul său din alimente, ci și de raportul acestuia cu alte componente ale alimentelor și, în primul rând, cu grăsimi, magneziu, fosfor și proteine. Cu excesul de grăsime, apare competiția pentru acizii biliari și o parte semnificativă a calciului este excretată din organism prin intestinul gros. Absorbția calciului este afectată negativ de excesul de magneziu; raportul recomandat al acestor elemente este de 1:0,5. Cele mai puternice oase se obțin cu un raport Ca:P de 1: 1,7.Aproximativ acest raport se găsește în căpșuni și nuci.Dacă cantitatea de fosfor depășește nivelul de calciu din alimente de mai mult de 2 ori, atunci se formează săruri solubile, care sunt extrase prin sânge din țesutul osos. Calciul pătrunde în pereții vaselor de sânge, ceea ce provoacă fragilitatea acestora, precum și în țesutul renal, ceea ce poate contribui la apariția pietrelor la rinichi. Pentru adulți, raportul recomandat de calciu și fosfor din alimente este de 1:1,5. Dificultatea de a menține acest raport se datorează faptului că cele mai consumate alimente sunt mult mai bogate în fosfor decât în ​​calciu. Fitina și acidul oxalic, conținute într-o serie de produse vegetale, au un efect negativ asupra absorbției calciului. Acești compuși formează săruri insolubile cu calciul.

Necesarul zilnic de calciu pentru un adult este de 800 mg, iar pentru copii și adolescenți - 1000 mg sau mai mult.

Dacă aportul de calciu este insuficient sau dacă absorbția acestuia în organism este afectată (cu lipsă de vitamina D), se dezvoltă o stare de deficit de calciu. Există o eliminare crescută a acestuia din oase și dinți. La adulți, se dezvoltă osteoporoza - demineralizarea țesutului osos; la copii, formarea scheletului este perturbată și se dezvoltă rahitismul.

Cele mai bune surse de calciu sunt laptele și produsele lactate, diverse brânzeturi și brânza de vaci (100-1000 mg/100 g produs), ceapa verde, pătrunjelul și fasolea. Se găsește semnificativ mai puțin calciu în ouă, carne, pește, legume, fructe, fructe de pădure (20-40 mg/100 g produs).

Magneziu.,

Cu o lipsă de magneziu, absorbția alimentelor este afectată, creșterea este întârziată, calciul se depune în pereții vaselor de sânge și se dezvoltă o serie de alte fenomene patologice. La om, o deficiență a ionilor de magneziu din cauza naturii dietei este extrem de puțin probabilă. Cu toate acestea, pierderile mari ale acestui element pot apărea în cazul diareei

Fosfor joacă un rol important în organism. Este o componentă a sărurilor găsite în oase. Acidul fosforic joacă un rol extrem de important în metabolismul energetic. Fosfor. Fosforul se găsește în toate țesuturile corpului, în special în mușchi și creier. Acest element ia parte la toate procesele vitale ale corpului. : sinteza si descompunerea substantelor in celule; reglarea metabolismului; face parte din acizii nucleici și dintr-un număr de enzime; necesare pentru formarea ATP.

Fosforul se găsește în țesuturile corpului și în produsele alimentare sub formă de acid fosforic și compușii săi organici (fosfați). Cea mai mare parte a acestuia se găsește în țesutul osos sub formă de fosfat de calciu, restul fosforului face parte din țesuturile moi și fluide. Cel mai intens schimb de compuși ai fosforului are loc în mușchi. Acidul fosforic este implicat în construcția moleculelor multor enzime, acizi nucleici etc.

Cu o deficiență pe termen lung de fosfor în dietă, organismul își folosește propriul fosfor din țesutul osos. Acest lucru duce la demineralizarea oaselor și la perturbarea structurii lor - rarefiere. Când organismul este epuizat de fosfor, performanța mentală și fizică scade, se remarcă pierderea poftei de mâncare și apatie.

Necesarul zilnic de fosfor pentru adulți este de 1200 mg. Crește cu stres fizic sau psihic mai mare și cu anumite boli.

Cantități mari de fosfor se găsesc în produsele de origine animală, în special în ficat, caviar, precum și în cereale și leguminoase. Conținutul său în aceste produse variază de la 100 la 500 mg la 100 g de produs. O sursă bogată de fosfor sunt cerealele (fulgii de ovăz, orzul perlat), ele conțin 300-350 mg fosfor/100 g. Cu toate acestea, compușii de fosfor sunt absorbiți din alimentele vegetale mai rău decât atunci când se consumă alimente de origine animală.

Sulf. Importanța acestui element în nutriție este determinată, în primul rând, de faptul că face parte din proteine ​​sub formă de aminoacizi care conțin sulf. (metionină și cistină), și este, de asemenea, o componentă a unor hormoni și vitamine.

Ca componentă a aminoacizilor care conțin sulf, sulful participă la procesele de metabolism al proteinelor, iar nevoia acestuia crește brusc în timpul sarcinii și creșterii corpului, însoțită de includerea activă a proteinelor în țesuturile rezultate, precum și în timpul procese inflamatorii. Aminoacizii care conțin sulf, în special în combinație cu vitaminele C și E, au un efect antioxidant pronunțat. Alături de zinc și siliciu, sulful determină starea funcțională a părului și a pielii.

Clor. Acest element este implicat în formarea sucului gastric, formarea plasmei și activează o serie de enzime. Acest nutrient este ușor absorbit din intestine în sânge. Interesantă este capacitatea clorului de a fi depus în piele, reținut în organism atunci când este ingerat în exces și excretat prin transpirație în cantități semnificative. Clorul este excretat din organism în principal prin urină (90%) și transpirație.

Tulburările în metabolismul clorului duc la dezvoltarea edemului, secreția insuficientă a sucului gastric etc. O scădere bruscă a conținutului de clor din organism poate duce la o afecțiune gravă, chiar la moarte. O creștere a concentrației sale în sânge are loc atunci când organismul este deshidratat, precum și atunci când funcția de excreție a rinichilor este afectată.

Necesarul zilnic de clor este de aproximativ 5000 mg. Clorul pătrunde în corpul uman în principal sub formă de clorură de sodiu atunci când este adăugat în alimente.

Magneziu. Acest element este necesar pentru activitatea unui număr de enzime cheie , asigurand metabolismul organismului. Magneziul este implicat în menținerea funcției normale a sistemului nervos și a mușchiului inimii; are efect vasodilatator; stimulează secreția biliară; crește motilitatea intestinală, ceea ce ajută la eliminarea toxinelor din organism (inclusiv colesterolul).

Absorbția magneziului este împiedicată de prezența fitinei și a excesului de grăsime și calciu în alimente. Necesarul zilnic de magneziu nu este determinat cu precizie; Cu toate acestea, se crede că o doză de 200-300 mg/zi previne deficiența (se presupune că aproximativ 30% din magneziu este absorbit).

Cu o lipsă de magneziu, absorbția alimentelor este afectată, creșterea este întârziată și calciul se depune în pereții vaselor de sânge.

Fier inclus în heme, componentă hemoglobină. Acest element este necesar pentru biosinteza compușilor care asigură respirația și hematopoieza; este implicat în reacții imunobiologice și redox; face parte din citoplasmă, nuclee celulare și o serie de enzime.

Asimilarea fierului este împiedicată de acid oxalic și fitină. Vitamina B12 este necesară pentru absorbția acestui nutrient. Acidul ascorbic promovează, de asemenea, absorbția fierului, deoarece fierul este absorbit ca ion divalent.

Lipsa fierului în organism poate duce la dezvoltarea anemiei; schimbul de gaze și respirația celulară sunt perturbate, adică procesele fundamentale care asigură viața. Dezvoltarea stărilor de deficit de fier este favorizată de: aportul insuficient de fier în organism în formă digerabilă, scăderea activității secretorii a stomacului, deficitul de vitamine (în special B12, acid folic și ascorbic) și o serie de boli care provoacă pierderi de sânge. Necesarul de fier al unui adult (14 mg/zi) este mai mult decât satisfăcut de dieta obișnuită. Cu toate acestea, atunci când folosesc pâine făcută din făină fină, care conține puțin fier, locuitorii din orașe suferă adesea de deficiență de fier. Trebuie avut în vedere că produsele din cereale bogate în fosfați și fitină formează compuși slab solubili cu fierul și reduc asimilarea acestuia de către organism.

Fierul este un element larg răspândit. Se găsește în organe, carne, ouă, fasole, legume și fructe de pădure. Cu toate acestea, fierul se găsește sub formă ușor digerabilă doar în produsele din carne, ficat (până la 2000 mg/100 g produs) și gălbenușul de ou.

Microelemente (mangan, cupru, zinc, cobalt, nichel, iod, fluor) constituie mai puțin de 0,1% din masa organismelor vii. Cu toate acestea, aceste elemente sunt necesare pentru viața organismelor. Microelemente sunt continute in concentratii ultra-scazute. Necesarul lor zilnic este de micrograme, adică milioanemii de gram. Dintre acestea, există de neînlocuit și de neînlocuit condiționat.

Indispensabil: Ag-argint, Co-cobalt, Cu-cupru, Cr-crom, F-fluor, Fe - fier, I-iod, Li - litiu, Mn - mangan, Mo - molibden, Ni - nichel, Se - seleniu, Si - siliciu, V - vanadiu, Zn - zinc.

Esențial condiționat: B - bor, Br - brom.

Posibil de neînlocuit: Al - aluminiu, As - arsenic, Cd - cadmiu, Pb - plumb, Rb - rubidiu.

Mangan are un efect benefic asupra sistemului nervos, favorizează producerea de neurotransmițători - substanțe responsabile de transmiterea impulsurilor între fibrele țesutului nervos, promovează, de asemenea, dezvoltarea normală a oaselor, întărește sistemul imunitar, promovează cursul normal al procesului digestiv, insulina și metabolismul grăsimilor. În plus, procesul de metabolism al vitaminelor A, C și grupului B poate avea loc în mod normal numai dacă există o cantitate suficientă de mangan în organism. Datorită manganului, se asigură procesul normal de formare și creștere a celulelor, creșterea și refacerea cartilajului, vindecarea rapidă a țesuturilor, buna funcționare a creierului și metabolismul adecvat și are proprietăți antioxidante excelente. Acest element reglează echilibrul zahărului din sânge și, de asemenea, contribuie la procesul normal de formare a laptelui la femeile care alăptează. Conținutul optim de mangan poate fi obținut prin consumul de legume crude, fructe și ierburi.

Rolul cuprului în organism imens. În primul rând, are un rol activ în construirea multor proteine ​​și enzime de care avem nevoie, precum și în procesele de creștere și dezvoltare a celulelor și țesuturilor. Cuprul este necesar pentru procesul normal de hematopoieză și pentru funcționarea sistemului imunitar. Cupru- face parte din enzimele oxidative implicate în sinteza citocromilor.

Zinc- face parte din enzimele implicate în fermentația alcoolică, parte din insulină

Cobalt afectează starea fiziologică și fiziopatologică a corpului uman. Există informații despre efectul său asupra metabolismului carbohidraților și lipidelor, asupra funcției glandei tiroide și asupra stării miocardului. Vitamina B12 conține cobalt.

Pentru corpul uman și animal nichel este un nutrient esențial, dar oamenii de știință știu puține despre rolul său biologic. La organismele animale și vegetale participă la reacții enzimatice, iar la păsări se acumulează în pene. La noi in tara este continuta in ficat si rinichi, pancreas, glanda pituitara si plamani. Nichelul afectează procesele hematopoiezei, păstrează structura acizilor nucleici și a membranelor celulare; participă la metabolismul vitaminelor C și B12, calciului și a altor substanțe.

Iod este foarte importantă pentru creșterea și dezvoltarea normală a copiilor și adolescenților: este implicată în formarea țesutului osteocondral, sinteza proteinelor, stimulează abilitățile mentale, îmbunătățește performanța și reduce oboseala. În organism, iodul este implicat în sinteza tiroxinei și triiodotironinei, hormoni necesari pentru funcționarea normală a glandei tiroide.

Fluor necesar pentru formarea smalțului dinților, iodul face parte din hormonii tiroidieni, cobaltul este o componentă a vitaminei B12.

LA ultramicroelemente includ un număr mare de elemente chimice (litiu, siliciu, staniu, seleniu, titan, mercur, aur, argint și multe altele), care împreună constituie mai puțin de 0,01% din masa celulară. Pentru o serie de ultramicroelemente, semnificația lor biologică a fost stabilită, pentru altele nu. Este posibil ca acumularea unora dintre ele în celulele și țesuturile oamenilor și altor organisme să fie accidentală și asociată cu poluarea antropică a mediului. Pe de altă parte, este posibil ca semnificația biologică a unui număr de ultramicroelemente să nu fi fost încă identificată.

Litiu ajută la reducerea excitabilității nervoase, îmbunătățește starea generală în bolile sistemului nervos, are un efect antialergic și antianafilactic, are un anumit efect asupra proceselor neuroendocrine, participă la metabolismul carbohidraților și lipidelor, crește imunitatea, neutralizează efectul radiațiilor și a sărurilor de metale grele asupra organismului, precum și efectul alcoolului etilic.

Siliciu participă la absorbția de către organism a peste 70 de săruri minerale și vitamine, promovează absorbția calciului și creșterea oaselor, previne osteoporoza și stimulează sistemul imunitar. Siliciul este necesar pentru un păr sănătos, îmbunătățește starea unghiilor și a pielii, întărește țesuturile conjunctive și vasele de sânge, reduce riscul de boli cardiovasculare, întărește articulațiile - cartilajele și tendoanele.

Se știe că staniuîmbunătățește procesele de creștere, este una dintre componentele enzimei gastrice gastrină, afectează activitatea enzimelor flavine (biocatalizatori ai unor reacții redox din organism), joacă un rol semnificativ în dezvoltarea corespunzătoare a țesutului osos.

Seleniu- participă la procesele de reglementare ale organismului. Seleniul, făcând parte din enzima glutation peroxidază, previne sedimentarea cheagurilor de sânge pe pereții vaselor de sânge, datorită cărora este un antioxidant și previne dezvoltarea aterosclerozei. S-a descoperit recent că lipsa de seleniu duce la dezvoltarea cancerului.

Titan este o componentă permanentă a organismului și îndeplinește anumite funcții vitale: crește eritropoieza, catalizează sinteza hemoglobinei, imunogeneza, stimulează fagocitoza și activează reacțiile imunității celulare și umorale.

Mercur are un anumit efect biotic și are un efect stimulator asupra proceselor vitale (în cantități corespunzătoare concentrațiilor fiziologice, adică normale pentru om). Există informații despre prezența mercurului în fracțiunea nucleară a celulelor vii și despre importanța acestui metal în implementarea informațiilor înglobate în ADN și transmiterea acestuia cu ajutorul ARN-ului de transfer. Pentru a spune simplu, eliminarea completă a mercurului din organism este aparent nedorită, iar aceleași 13 mg, „încorporate” în noi prin natură, ar trebui să fie întotdeauna conținute într-o persoană (ceea ce, apropo, este destul de în concordanță cu sus-menționată legea Clark-Vernadsky privind dispersia generală a elementelor) .

AurȘiargint au efect bactericid Multe microelemente și ultramicroelemente sunt toxice pentru om în cantități mari.

Deficiența sau excesul oricăror substanțe minerale din dietă provoacă o perturbare a metabolismului proteinelor, grăsimilor, carbohidraților și vitaminelor, ceea ce duce la dezvoltarea unui număr de boli. Cea mai frecventă consecință a nepotrivirii cantității de calciu și fosfor din dietă este caria dentară și pierderea osoasă. Dacă există o lipsă de fluor în apa potabilă, smalțul dinților este distrus, iar deficiența de iod în alimente și apă duce la boli ale glandei tiroide. Astfel, mineralele sunt foarte importante pentru eliminarea și prevenirea unui număr de boli.

Tabelele prezentate prezintă simptome caracteristice (tipice) ale deficienței diferitelor elemente chimice din corpul uman:

În conformitate cu recomandarea Comisiei de Dietetică a Academiei Naționale din SUA, aportul zilnic de elemente chimice din alimente ar trebui să fie la un anumit nivel (Tabelul 5.2). Același număr de elemente chimice trebuie excretat din organism în fiecare zi, deoarece conținutul lor în acesta este relativ constant.

Rolul mineralelor în corpul uman este extrem de divers, în ciuda faptului că nu sunt o componentă esențială a nutriției. Substanțele minerale sunt conținute în protoplasmă și fluide biologice și joacă un rol major în asigurarea presiunii osmotice constante, care este o condiție necesară pentru funcționarea normală a celulelor și țesuturilor. Ele fac parte din compuși organici complecși (de exemplu, hemoglobină, hormoni, enzime) și sunt un material plastic pentru construirea țesutului osos și dentar. Sub formă de ioni, mineralele participă la transmiterea impulsurilor nervoase, asigură coagularea sângelui și alte procese fiziologice ale corpului.

Ioni macro-Șimicroelemente transportat activ enzime prin membrana celulară. Numai în compoziția enzimelor, ionii de macro și microelemente își pot îndeplini funcția. Prin urmare, produsele alimentare și ierburile medicinale sunt de preferat medicamentelor pentru chimioterapie pentru tratamentul hipomicroelementozei. În plus, dacă avem în vedere că organismul uman ia exact cât are nevoie de microelement din alimente și plante, acest lucru ajută la evitarea hipermicroelementozei. Și un exces de macro și microelemente în organism poate fi mult mai periculos decât deficiența lor. Când se utilizează substanțe chimice de calciu, depunerea de calciu este tipică în glandele mamare, vezica biliară, ficat, rinichi, în general, oriunde, oriunde, dar nu în oase.

Enzime- acestea sunt particule mici care asigură în mod activ funcționarea tuturor sistemelor funcționale. Ei efectuează digestia, de exemplu, amilaza salivară (diastaza) digeră amidonul din cartofi și cereale, lipaza pancreatică digeră grăsimile, chimotripsina digeră proteinele etc. În plus, enzimele „trage” substanțele necesare prin membranele celulare, de exemplu, în rinichi există un transport activ de calciu, sodiu, clor și alți ioni și, prin urmare, reglează compoziția de calciu a oaselor și tensiunea arterială. Enzima lizozima „ucide” microbii dăunători. Enzima citocrom P-450 este implicată în multe reacții biochimice, de exemplu, descompune medicamentele chimice și le elimină din celule, oxidează colesterolul în hormoni steroizi (adică produce hormoni), etc. Există mii de specii ale acestor mici muncitori, enzime, în organism și nu există transformări biochimice și fiziologice la care să nu participe. Ca element funcțional al microcirculației unui organ, deci enzimă- acesta este elementul primar, baza fundamentală a oricăror procese, iar acest lucru ar trebui să fie întotdeauna luat în considerare în tratamentul bolii. Este foarte important de știut că nu există enzime în medicina chimică, dar există enzime în ierburi și alimente. De exemplu, rădăcinile de hrean conțin enzima lizozimă. În plus, există enzime în miere, de exemplu, invertază, diastază, catalază, fosfatază, peroxidază, lipază etc. Nu este de dorit să topești mierea și să o încălzești peste 38 0, pentru că atunci enzimele se dezintegrează.

Parte enzimă include mai multe molecule de proteine ​​legate între ele și reprezentând în microcosmos o dimensiune uriașă și două părți mici, una dintre ele este o vitamină, a doua este un microelement. Tocmai pentru că tratamentul pe bază de plante este preferabil chimiei, iarba conține proteine, vitamine și microelemente - această compoziție armonioasă a enzimei a fost creată de Creator. Produsele naturale, cum ar fi mierea, conțin toți cei 22 de aminoacizi esențiali care sunt necesari pentru sinteza proteinelor. Mierea conține macroelemente, toate microelementele esențiale, cu excepția fluorului, iodului și seleniului, precum și aproape toate microelementele esențiale condiționate. În schimb, medicamentele chimice produse de industrie sunt legate într-un mod special, de neînțeles, de părintele industriei, Cain. Și consecința unei astfel de conexiuni este privarea de agenți farmacologici, constând dintr-o singură formulă chimică, de toată bogăția lumii creată de Creator, una dintre micile particule primare muncitoare ale cărora este enzimă.

ÎNTREBĂRI DE EXAMEN DE CHIMIE BIOLOGICĂ

pentru studenții stomatologi

1. Subiectul și sarcinile de chimie biologică. Metabolismul și energia, structura ierarhică de organizare și auto-reproducția ca cele mai importante semne ale materiei vii.

2. Locul biochimiei printre alte discipline biologice. Niveluri de organizare structurală a viețuitoarelor. Biochimia ca nivel molecular al studierii fenomenelor vieții. Biochimie și medicină.

3. Studiul tiparelor biochimice de formare a unor părți ale aparatului dentofacial și menținerea funcționalității acestora este baza fundamentală a unui complex de discipline dentare.

4. Moleculele de proteine ​​sunt baza vieții. Compoziția elementară a proteinelor. Descoperirea aminoacizilor. Teoria peptidelor a structurii proteinelor.

5. Structura și clasificarea aminoacizilor. Proprietățile lor fizico-chimice. Metode de separare a proteinelor după proprietăți fizice și chimice.

6. Greutatea moleculară a proteinelor. Dimensiunile și formele moleculelor de proteine. Proteine ​​globulare și fibrilare. Proteine ​​simple și complexe.

7. Proprietăţile fizico-chimice ale proteinelor: solubilitatea, ionizarea, hidratarea, precipitarea proteinelor din soluţii. Denaturarea. Metode de măsurare cantitativă a concentrației de proteine.

8. Structura primară a proteinelor. Dependența proprietăților biologice de structura primară. Specificitatea speciei a structurii primare a proteinelor.

9. Conformaţia lanţurilor peptidice (structură secundară şi terţiară). Legături care asigură conformarea proteinei. Dependența proprietăților biologice de conformație.

10. Organizarea în domeniu a moleculelor proteice. Separarea proteinelor în familii și superfamilii.

11. Structura cuaternară a proteinelor. Dependența activității biologice a proteinelor de structura cuaternară. Modificări cooperante în conformația protomerilor (folosind exemplul hemoglobinei).

12. Modificări conformaționale ale proteinelor ca bază pentru funcționarea și autoreglarea proteinelor.

13. Proteine ​​native. Factorii denaturarii si mecanismul acesteia.

14. Clasificarea proteinelor după compoziția chimică. Scurte caracteristici ale unui grup de proteine ​​simple.

15. Proteine ​​complexe: definiție, clasificare după componentă neproteică. Scurtă descriere a reprezentanților.

16. Funcţiile biologice ale proteinelor. Capacitatea de interacțiuni specifice („recunoaștere”) ca bază a funcțiilor biologice ale tuturor proteinelor. Tipuri de liganzi naturali și caracteristici ale interacțiunii lor cu proteinele.

17. Diferențe în compoziția proteică a organelor și țesuturilor. Modificări ale compoziției proteinelor în timpul ontogenezei și bolilor.

18. Enzime, istoria descoperirii. Caracteristicile catalizei enzimatice. Specificitatea acțiunii enzimelor. Clasificarea și nomenclatura enzimelor.

19. Structura enzimelor. Centrul activ al enzimelor, teorii ale formării sale.

20. Principalele etape ale catalizei enzimatice (mecanismul de acţiune al enzimelor).

21. Dependența vitezei reacțiilor enzimatice de temperatură, pH, concentrație de enzime și substrat.

22. Cofactori enzimatici: ioni metalici si coenzime. Funcțiile coenzimatice ale vitaminelor (diagrama).

23. Activarea enzimelor (proteoliza parțială, reducerea grupărilor tiol, îndepărtarea inhibitorilor). Conceptul de activatori, mecanismul acțiunii lor.

24. Inhibitori de enzime. Tipuri de inhibiție. Medicamentele sunt inhibitori de enzime.

25. Reglarea acțiunii enzimatice: inhibitori și activatori alosterici, centri catalitici și de reglare. Reglarea activității enzimatice prin feedback, prin fosforilare și defosforilare.

26. Diferențele în compoziția enzimatică a organelor și țesuturilor. Enzime specifice organelor. Modificări ale activității enzimelor în timpul dezvoltării și bolii.

27. Enzimopatii ereditare și dobândite. Izoenzime.

28. Vitamine. Istoria descoperirii și studiului vitaminelor. Funcțiile vitaminelor. Carente vitaminice alimentare si secundare si hipovitaminoza. Hipervitaminoza.

29. Vitamine din grupa D. Provitamine, structură, transformare în formă activă, efect asupra metabolismului și proceselor de mineralizare.

30. Vitamina A, structura chimica, rol in procesele metabolice. Manifestări de hipo și hipervitaminoză.

31. Vitamina C, structura chimica, rol in procesele vitale, necesarul zilnic, efect asupra metabolismului tesuturilor bucale, manifestari ale carentei.

32. Niveluri de bază ale reglării metabolice. Reglarea autocrină, paracrină și endocrină.

33. Hormoni, concept, caracteristici generale, natura chimică, rol biologic.

34. Reglarea hormonală ca mecanism de coordonare intercelulară și interorganică a metabolismului. Celulele țintă și receptorii celulari hormonali.

35. Mecanismul de transmitere a unui semnal hormonal într-o celulă de către hormonii metodei membranare de recepție. Intermediari secundari.

36. Mecanismul de transmitere a semnalelor hormonale către sistemele efectoare de către hormonii metodei citosolice de recepție.

37. Reglarea centrală a sistemului endocrin. Rolul liberinelor, statinelor, hormonilor pituitari tropicali.

38. Insulina, structura, formarea din proinsulină. Efect asupra metabolismului carbohidraților, lipidelor, aminoacizilor.

39. Structura, sinteza si metabolismul iodotironinelor. Efectul asupra metabolismului. Hipo și hipertiroidism: mecanism de apariție și consecințe.

40. Hormoni care reglează metabolismul țesuturilor mineralizate (paratirina, calcitonina, somatotropina), locurile de producție, natura chimică, mecanismul de acțiune reglatoare.

41. Eicosanoizi: concept, structură chimică, reprezentanți. Rolul eicosanoizilor în reglarea metabolismului și a funcțiilor fiziologice ale organismului.

42. Proteine ​​cu greutate moleculară mică ale comunicării intercelulare (factori de creștere și alte citokine) și receptorii lor celulari.

43. Catabolism și anabolism. Reacții endergonice și exergonice într-o celulă vie. Compuși macroergici. Dehidrogenarea substraturilor și oxidarea hidrogenului (formarea apei) ca sursă de energie pentru sinteza ATP.

44. NAD-dependente și flavin dehidrogenaze, ubichinona dehidrogenaza, citocromi b, c, c 1, a 1 și a 3 ca componente ale lanțului respirator.

45. Structura mitocondriilor și organizarea structurală a lanțului respirator. Potențialul electrochimic transmembranar ca formă intermediară de energie în timpul fosforilării oxidative.

46. ​​Lanțul respirator ca cel mai important sistem de boi roșu al corpului. Cuplarea proceselor de oxidare și fosforilare în lanțul respirator. Raportul R/O.

47. Funcția de termoreglare a respirației tisulare.

48. Reglarea lanţului respirator. Disociarea respirației tisulare și fosforilarea oxidativă. Agenți de disociere.

49. Tulburări ale metabolismului energetic: stări hipoxice. Vitaminele PP și B2. Manifestarea carentelor de vitamine.

50. Catabolismul nutrienților de bază, etape. Conceptul de căi specifice și generale ale catabolismului.

51. Acidul piruvic, moduri de formare a acestuia. Decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic: secvența reacțiilor, structura complexului de piruvat dehidrogenază.

52. Acetil-CoA, căi de formare și transformare în organism. Semnificația acestor procese.

53. Ciclul acidului tricarboxilic: succesiunea reacțiilor, caracteristicile enzimelor. Relația dintre căile catabolice comune și lanțul de transport de electroni și protoni.

54. Mecanisme alosterice de reglare a ciclului citratului. Formarea de CO 2 în timpul respirației tisulare. Funcțiile anabolice ale ciclului TCA. Vitamina B1 și acidul pantotenic, rolul lor biologic.

55. Proteinele alimentare. Schema generală a surselor și căilor de consum de aminoacizi în țesuturi. Rezervor endogen și exogen de aminoacizi.

56. Standardele proteice în nutriție. Bilanțul de azot. Proteine ​​minime fiziologice din alimente. Compoziția calitativă a proteinelor alimentare.

57. Proteoliza proteinelor. Caracteristicile generale și clasificarea proteinazelor din canalul digestiv, specificitatea substratului. Absorbția aminoacizilor.

58. Transaminarea, mecanismul de reacție, funcția coenzimă a vitaminei B6. Specificitatea aminotransferazelor. Rolul biologic al reacțiilor de transaminare.

59. Dezaminarea oxidativă a aminoacizilor, chimia reacțiilor. D- și L-aminoacizi oxidaze. Glutamat dehidrogenază.

60. Dezaminarea indirectă (trans-deaminarea) a aminoacizilor. Semnificația biologică a reacțiilor de dezaminare.

61. Decarboxilarea aminoacizilor, chimie. Amine biogene. Origine, funcții. Inactivarea aminelor biogene.

62. Caracteristici ale metabolismului aminoacizilor individuali. Glicină și serină. Mecanismul transformărilor lor reciproce. Rolul glicinei în procesele de biosinteză a compușilor importanți biologic.

63. Transmetilarea. Metionina și S-adenosilmetionina. Rolul lor în reacțiile de biosinteză și neutralizare.

64. THFA și sinteza grupărilor cu un singur carbon, utilizarea lor. Manifestarea deficitului de B 9. Antivitamine cu acid folic. Medicamente sulfonamide.

65. Caracteristici ale metabolismului fenilalaninei și tirozinei, căi principale, metaboliți semnificativi funcțional. Defecte genetice în metabolismul acestor aminoacizi.

66. Produse finale ale metabolismului aminoacizilor: săruri de amoniu și uree. Principalele surse și modalități de neutralizare a amoniacului în organism.

67. Rolul glutamatului în neutralizarea și transportul amoniacului, sinteza prolinei. Formarea și excreția sărurilor de amoniu.

68. Biosinteza ureei, succesiunea reacțiilor. Relația dintre ciclul ornitinei și ciclul TCA. Tulburări în formarea și excreția ureei. Hiperamoniemie, uremie.

69. Acizi nucleici, tipuri, compoziție nucleotidică, localizare în celulă, rol biologic.

70. Structura și funcțiile biologice ale mononucleotidelor.

71. Structura primară și secundară a ADN-ului, plasarea într-un cromozom. Biosinteza ADN-ului. ADN polimeraze. Conceptul de sistem replicativ. Deteriorarea și repararea ADN-ului.

72. ARN, structura primară și secundară, tipuri de ARN în celulă, funcții ale ARN. Biosinteza ARN, enzime.

73. Nucleazele tubului digestiv și ale țesuturilor. Dezintegrarea nucleotidelor purinice. Cauzele hiperuricemiei. Gută.

74. Conceptul de biosinteză a nucleotidelor purinice. Originea atomilor „C” și „N” din miezul purinei. Acid inozinic ca precursor al acizilor adenilic și guanilic.

75. Conceptul de descompunere și biosinteză a nucleotidelor pirimidinice.

76. Biosinteza proteinelor, idei moderne. Componentele principale ale sistemului de sinteză a proteinelor. Etapele biosintezei.

77. Transferați ARN ca adaptor de aminoacizi. Biosinteza aminoacil-ARNt. Specificitatea substratului APCazelor. ARNt izoacceptori.

78. Structura ribozomilor. Secvența evenimentelor pe ribozom în timpul asamblării unui lanț polipeptidic. Modificări ale proteinelor post-translaționale.

79. Reglarea biosintezei proteinelor. Conceptul de operon, reglarea biosintezei la nivel de transcripție.

80. Mecanisme moleculare ale variabilitatii genetice. Mutații moleculare, tipuri, frecvență.

81. Mecanisme de creștere a numărului și diversității genelor din genom în timpul evoluției ca manifestare a activității diferențiale a genelor.

82. Diferențierea celulară. Modificări ale compoziției proteice a celulelor în timpul diferențierii (folosind exemplul sintezei Hb în timpul dezvoltării unui eritrocit).

83. Polimorfismul proteic ca manifestare a eterogenității genetice. Variante de Hb, Hp, enzime, substanțe sanguine specifice grupului.

84. Boli ereditare: prevalență, originea defectelor de genotip. Mecanismul de apariție și manifestările biochimice ale bolilor ereditare.

85. Carbohidrații de bază ai animalelor, conținutul lor în țesuturi, rol biologic. Carbohidrații de bază din alimente. Digestia carbohidraților.

86. Glucoza ca cel mai important metabolit al metabolismului: o diagramă generală a surselor și modalităților de cheltuire a glucozei în organism.

87. Catabolismul glucozei. Defalcarea aerobă este calea principală pentru catabolismul glucozei. Etape, energie. Distribuția și semnificația fiziologică a procesului.

88. Defalcarea anaerobă a glucozei (glicoliză anaerobă). Oxidarea glicolitică, fosforilarea substratului. Semnificație biologică.

89. Biosinteza glucozei (gluconeogeneza) din acid lactic. Relația dintre glicoliză în mușchi și gluconeogeneză în ficat (ciclul Cori).

90. O idee despre calea pentozei fosfat pentru transformarea glucozei. Etape, energie. Distribuție și semnificație fiziologică. Ciclul pentozei fosfat.

91. Structura, proprietățile și distribuția glicogenului ca polizaharidă de rezervă. Biosinteza glicogenului și mobilizarea acestuia. Rolul insulinei, glucagonului, adrenalinei în metabolismul glicogenului.

92. Tulburări ereditare ale metabolismului monozaharidelor și dizaharidelor. Glicogenoze și glicogenoze.

93. Lipide: definiție, clasificare, cele mai importante funcții.

94. Cele mai importante lipide ale tesuturilor umane. Lipide de rezervă și lipide membranare. Caracteristicile acizilor grași din țesuturile umane.

95. Grăsimile alimentare și digestia lor. Lipaze și fosfolipaze și rolul lor. Digestie afectată și absorbție a lipidelor. Resinteza triacilglicerolilor în enterocit.

96. Forme de transport ale lipidelor din sânge: chilomicroni și lipoproteine, caracteristici ale compoziției chimice, structură. Interconversiile diferitelor clase de lipoproteine.

97. Rezervarea și mobilizarea grăsimilor în țesutul adipos. Reglarea sintezei și mobilizării grăsimilor. Rolul insulinei și glucagonului. Transportul acizilor grași.

98. Metabolismul acizilor grași. b-oxidare: localizare, energetică, semnificație biologică. Soarta metabolică a acetil-CoA.

99. Biosinteza acizilor grași, componente, schema de biosinteză. Biosinteza acizilor grași nesaturați.

100. Biosinteza și utilizarea acidului acetoacetic. Semnificația fiziologică a acestui proces. Corpii cetonici. Cauzele cetonemiei și cetonuriei.

101. Metabolismul steroizilor. Colesterol, structură, rol. Conceptul de biosinteză a colesterolului. Reglarea sintezei. Hipercolesterolemia și cauzele acesteia.

102. Ateroscleroza ca o consecință a tulburărilor metabolice ale colesterolului și lipoproteinelor.

103. Fosfolipidele de bază ale țesuturilor umane, funcțiile lor fiziologice. Biosinteza și descompunerea fosfolipidelor.

104. Principalele glicolipide ale țesuturilor umane, structură, rol biologic. Înțelegerea biosintezei și catabolismului glicolipidelor. Sfingolipidoze.

105. Metabolizarea reziduului fără azot al aminoacizilor. Aminoacizi glucogenici și cetogeni. Rolul insulinei, glucagonului, adrenalinei și cortizolului în reglarea metabolismului carbohidraților, grăsimilor și aminoacizilor.

106. Diabet zaharat, cauze. Cele mai importante tulburări biochimice în metabolismul proteinelor, lipidelor și carbohidraților. Modificări ale cavității bucale în diabetul zaharat.

107. Structura chimică și rolul principalelor componente (proteine, lipide, carbohidrați) în funcția membranei. Proprietăți generale ale membranelor: fluiditate, asimetrie transversală, permeabilitate selectivă.

108. Principalele funcții ale biomembranelor. Endocitoza și exocitoza, semnificația lor funcțională.

109. Mecanismul de transfer al substanței prin membrane: difuzie simplă, transport activ primar, transport activ secundar (simport, antiport). Canale transmembranare reglate.

110. Biochimia sângelui. Caracteristici ale dezvoltării, structurii și compoziției chimice a eritrocitelor. Biosinteza hemului. Structura moleculei de hemoglobină.

111. Funcția respiratorie a sângelui: transportul oxigenului prin sânge. Carboxihemoglobină, metahemoglobină. Transportul dioxidului de carbon în sânge. Hipoxie anemică.

112. Defalcarea hemoglobinei. Formarea bilirubinei. Neutralizarea bilirubinei. Bilirubina „directă” și „indirectă”.

113. Încălcarea metabolismului bilirubinei. Icter (hemolitic, obstructiv, hepatocelular). Icterul nou-născuților.

114. Metabolismul fierului. Transferrină și feritină. Anemia prin deficit de fier. Hemocromatoza idiopatică.

115. Spectrul proteic al plasmei sanguine. Albumine și funcțiile lor. Globuline, scurte caracteristici, funcții. Proteine ​​de fază acută. Enzime din sânge. Originea lor.

116. Substanțe neproteice și fără azot din plasma sanguină, origine, valoare diagnostică a definiției.

117. Componentele minerale ale sângelui. Distribuția dintre plasmă și celule, intervalele normale de fluctuații ale celor mai importante dintre ele.

118. Compoziția electrolitică a fluidelor corporale. Mecanismul de menținere a volumului, compoziției și pH-ului fluidelor corporale.

119. Sisteme tampon de sânge. Tulburări ale stării acido-bazice a organismului. Cauzele dezvoltării și formele de acidoză și alcaloză.

120. Rolul rinichilor în reglarea metabolismului apei și electroliților. Structura și mecanismul acțiunii de reglare a vasopresinei și aldosteronului.

121. Reglarea tonusului vascular. Scurte caracteristici ale sistemelor renină-angiotensină și kalicreină-kinină, relația lor.

122. Coagularea sângelui. Mecanisme de coagulare interne și externe. Mecanismul în cascadă al proceselor de coagulare a sângelui. Rolul vitaminei K în coagularea sângelui.

123. Sistem anticoagulant. Anticoagulante naturale din sânge. Hemofilie.

124. Sistemul sanguin fibrinolitic. Plasminogen, activarea lui. Tulburări ale proceselor de coagulare a sângelui. sindromul DIC.

125. Țesutul conjunctiv, tipurile, caracteristicile metabolice și funcționale ale celulelor țesutului conjunctiv.

126. Structuri fibroase ale țesutului conjunctiv. Colagen: varietate de tipuri, caracteristici ale compoziției aminoacizilor, structură primară și spațială, biosinteză.

127. Autoasamblarea fibrilelor de colagen. „Îmbătrânirea” fibrelor de colagen.

128. Elastină de țesut conjunctiv: caracteristici ale compoziției aminoacizilor și structurii spațiale a moleculei. Proteine ​​ale țesutului conjunctiv non-colagen.

129. Catabolismul colagenului și elastinei. Slăbiciune a sistemului antioxidant în țesutul conjunctiv.

130. Glicozaminoglicanii și proteoglicanii țesutului conjunctiv: structură și funcții.

131. Biosinteza și modificarea postsintetică a glicozaminoglicanilor și proteoglicanilor țesutului conjunctiv. Degradarea substanței de bază a țesutului conjunctiv.

132. Țesutul osos: raportul dintre componentele organice și minerale, caracteristicile metabolismului țesutului osos.

133. Rolul vitaminelor C, D, A și K în metabolismul țesuturilor osoase și dentare. Reglarea proceselor metabolice. Osteoporoza si osteomalacia.

134. Reglarea hormonală a osteogenezei, remodelării și mineralizării țesutului osos.

135. Compoziția și caracteristicile metabolice ale unui dinte matur.

136. Saliva: componente minerale și organice, funcțiile lor biologice.

137. Principalele grupe de proteine ​​salivare, rolul lor. Enzime salivare. Valoarea diagnostică a determinării activității enzimelor salivare.

138. Funcţiile metabolice ale fluorului. Căile de intrare a fluorului în organism și eliminarea lor. Distribuția fluorului în organism.

139. Rolul ionilor de fluor în procesele de mineralizare a țesuturilor osoase și dentare. Efectele toxice ale excesului de fluor. Manifestarea deficitului de fluor. Utilizarea preparatelor cu fluor în stomatologie.

140. Rolul ficatului în procesele vitale. Funcția de detoxifiere a ficatului. Metabolizarea neutralizării substanțelor străine: reacții de oxidare microzomală și conjugare.

141. Neutralizarea toxinelor, metaboliților, substanțelor biologic active, produșilor de putrezire în ficat (exemple).

142. Toxicitatea oxigenului: formarea speciilor reactive de oxigen, efectul acestora asupra lipidelor. Peroxidarea lipidelor membranare. Sistem antioxidant.

143. Conceptul de carcinogeneză chimică.

144. Compoziția chimică a substanței cenușii și albe a creierului. Mielina. Structura, compoziția lipidică.

145. Acte elementare de activitate nervoasă. Rolul gradientului ionic transmembranar în transmiterea impulsurilor nervoase.

146. Cei mai importanți mediatori ai impulsurilor nervoase și receptorii acestora. Neuropeptide.

147. Caracteristici ale metabolismului energetic în țesutul nervos.

148. Compoziția chimică a țesutului muscular. Principalele proteine ​​ale miofibrilelor și sarcoplasmei. Rolul mioglobinei.

149. Mecanismul contracției și relaxării musculare. Caracteristicile metabolismului energetic în țesutul muscular.

Constante și elemente biochimice

Factori biochimici ai oboselii în timpul exercițiilor pe termen lung

Este necesar să se descrie legătura pardoselilor cu pereții portanti (suport sau bont), soluția de pardoseală pentru etajul 1, elementele de acoperire în vedere și în secțiune.

În subsolul site-ului, este necesar să structurați toate elementele plasate, aliniindu-le pe o grilă. Această măsură va permite ca subsolul site-ului să pară mai structurat.

În creșterea sa, statul caută să absoarbă elementele cele mai valoroase ale mediului fizic, coastelor, albiilor râurilor, câmpiilor și zonelor bogate în resurse.

Corpul ființelor vii este format nu doar din molecule și atomi, ci dintr-o colecție de elemente care îi permit să desfășoare toate procesele vieții în mod armonios și armonios. Datorită structurilor precum elementele biogene, oamenii, plantele, animalele, ciupercile și bacteriile se pot mișca, respira, mânca, reproduce și în general trăiesc. Toate au propriile lor celule în sistemul chimic general al lui Mendeleev.

Elemente biogene - ce sunt acestea?

În general, trebuie remarcat faptul că dintre cele 118 elemente cunoscute astăzi, rolul exact și semnificația în corpul ființelor vii a fost determinată pentru relativ puține. Deși datele experimentale au făcut posibil să se stabilească că fiecare celulă umană conține aproximativ 50 de elemente chimice. Ei sunt numiți biogene sau biofili.

Desigur, majoritatea dintre ele au fost atent studiate, au fost luate în considerare toate opțiunile pentru influența lor asupra sănătății și stării umane (atât în ​​exces, cât și în deficiență). Cu toate acestea, rămâne o anumită proporție de substanțe, al căror rol nu este pe deplin înțeles. Aceasta rămâne de stabilit.

Clasificarea elementelor biofile

Elementele biogene pot fi împărțite în trei grupe în funcție de conținutul lor cantitativ și semnificația pentru sistemele vii.

1. Macrobiogene - cele din care sunt construiti toti compusii vitali: proteine, acizi nucleici, carbohidrati, lipide si altele. Acestea sunt principalele elemente biogene, inclusiv carbon, hidrogen, oxigen, sulf, sodiu, clor, magneziu, calciu, fosfor, azot și potasiu. Conținutul lor în organism este maxim în raport cu ceilalți.
2. Microbiogen – continut in cantitati mai mici, dar jucand un rol foarte important in mentinerea unui nivel normal de activitate vitala, desfasurarea multor procese si mentinerea sanatatii. Acest grup include mangan, seleniu, fluor, vanadiu, fier, zinc, iod, ruteniu, nichel, crom, cupru, germaniu.
3. Ultramicrobiogene. Ce rol joacă aceste elemente chimice biogene în organism nu a fost încă clarificat. Cu toate acestea, se crede că și ele sunt importante și trebuie menținute în echilibru constant.

Această clasificare a nutrienților reflectă importanța unei anumite substanțe. Cu toate acestea, mai există unul, care împarte toți compușii prezenți în organism în metale și nemetale. Tabelul elementelor chimice se reflectă în sistemele vii, ceea ce subliniază încă o dată cât de interconectat este totul.

Caracteristicile și importanța macroelementelor

Dacă înțelegeți structura moleculelor de proteine, este ușor de înțeles cât de importante sunt elementele biogene ale grupului de macronutrienți. La urma urmei, acestea includ:

• carbon;
• oxigen;
• hidrogen;
• azot;
• uneori sulf.

Adică, toate substanțele enumerate pe care le-am numit sunt vitale. Acest lucru este destul de justificat, pentru că nu degeaba proteinele sunt numite baza vieții.

Chimia nutrienților joacă un rol important în acest sens. La urma urmei, de exemplu, tocmai datorită proprietăților chimice ale carbonului este capabil să se combine cu atomii cu același nume, formând macrolanțuri uriașe - baza tuturor compușilor organici și, prin urmare, a vieții. Dacă nu ar fi capacitatea hidrogenului de a forma legături de hidrogen între molecule, este puțin probabil să existe proteine ​​și acizi nucleici. Fără ele nu ar exista ființe vii.

Oxigenul, ca unul dintre cele mai importante elemente, nu numai că face parte din cea mai importantă substanță de pe planetă - apa, dar are și electronegativitate puternică. Acest lucru îi permite să ia parte la multe interacțiuni, inclusiv formarea de legături de hidrogen.

Probabil că nu este nevoie să vorbim despre importanța apei. Fiecare copil știe despre importanța sa. Este un solvent, un mediu pentru reacții biochimice, componenta principală a citoplasmei celulelor și așa mai departe. Elementele sale biogene sunt același hidrogen și oxigen, care au fost deja menționate mai devreme.

Elementul nr. 20 din tabel

Calciul se găsește în oasele umane și animale și este o componentă importantă a smalțului dentar. De asemenea, participă la multe procese biologice din interiorul corpului:

• exocitoză;
• coagularea sângelui;
• contracția fibrelor musculare;
• producerea de hormoni.

În plus, formează exoscheletul multor nevertebrate și al vieții marine. Nevoia acestui element crește odată cu vârsta, iar după împlinirea vârstei de 20 de ani scade.

Valoarea sodiului și a potasiului

Aceste două elemente sunt foarte importante pentru funcționarea corectă și coordonată a membranelor celulare, precum și pentru pompa de sodiu-potasiu a inimii. Multe medicamente pentru boli ale sistemului cardiovascular conțin aceste substanțe. În plus, aceleași elemente:

• menține presiunea osmotică în celulă;
• regla pH-ul mediului;
• fac parte din plasma sanguină și fluidele limfatice;
• reține apa în țesuturi;
• contribuie la transmiterea impulsurilor nervoase și așa mai departe.

Procesele sunt vitale, deci este dificil de supraestimat importanța acestor macroelemente.

Magneziu și fosfor

Tabelul elementelor chimice a plasat aceste două substanțe destul de departe, datorită diferenței de proprietăți, atât fizice, cât și chimice. Rolul biologic variază și el, dar au și ceva în comun - importanța lor în viața ființelor vii.

Magneziul îndeplinește următoarele funcții:

• participă la divizarea macromoleculelor, care este însoțită de eliberarea de energie;
• participă la transmiterea impulsurilor nervoase și la reglarea activității cardiace;
• este o componentă activă pentru funcția intestinală normală;
• face parte din substanțele care controlează activitatea mușchilor netezi și așa mai departe.

Acestea nu sunt toate funcțiile, ci principalele.

Fosforul, la rândul său, joacă următorul rol:

• face parte dintr-un număr mare de macromolecule (fosfolipide, enzime și altele);
• este o componentă a celor mai importante rezerve de energie ale organismului - molecule de ATP și ADP;
• controlează pH-ul soluțiilor, acționează ca un tampon în organism;
• face parte din oase și dinți ca unul dintre principalele elemente de construcție.

Astfel, macroelementele sunt o parte importantă a sănătății oamenilor și a altor creaturi, baza lor, începutul întregii vieți de pe planetă.

Principalele caracteristici ale microelementelor

Elementele biogene care aparțin acestui grup diferă prin aceea că nevoia organismului pentru ele este mai mică decât pentru reprezentanții grupului anterior. Aproximativ 100 mg pe zi, dar nu mai mult de 150 mg. În total există aproximativ 30 de soiuri. Mai mult, toate se găsesc în concentrații diferite în celulă.

Rolul nu tuturor a fost stabilit, dar consecințele consumului insuficient al unuia sau altui element se manifestă clar, exprimate în diferite boli. Cele mai studiate pentru efectele lor biologice asupra organismului sunt cuprul, seleniul și zincul, precum și fierul. Toate participă la mecanismele de reglare umorală, fac parte din enzime și sunt catalizatori ai proceselor.

Ciclul particulelor biofile: carbon

Fiecare atom este capabil să facă o tranziție de la corp la mediu și înapoi. În acest caz, are loc un proces numit „ciclul nutrienților”. Să luăm în considerare esența sa folosind exemplul unui atom de carbon.

Atomii trec prin mai multe etape în ciclul lor.

1. Cea mai mare parte se găsește în intestinele pământului sub formă de cărbune, precum și în aer, formând un strat de dioxid de carbon.
2. Carbonul trece din aer în plante pe măsură ce este absorbit de acestea pentru fotosinteză.
3. Apoi, fie rămâne în plante până când acestea mor și trece în depozitele de cărbune, fie trece în organisme animale care se hrănesc cu plante. Dintre acestea, carbonul este returnat în atmosferă sub formă de dioxid de carbon.
4. Dacă vorbim despre dioxidul de carbon care se dizolvă în Oceanul Mondial, atunci din apă pătrunde în țesutul vegetal, formând în cele din urmă depozite de calcar, sau se evaporă în atmosferă și ciclul anterior începe din nou.

Astfel, are loc migrarea biogene a elementelor chimice, atât macro- cât și microbiogene.