ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Загальна характеристика 13 страницаКрім окисного фосфорилювання, в організмі існує і інший шлях синтезу АТФ. Визначені речовини в ході перетворень накопичують у своїх хімічних зв'язках енергію, що вони можуть "передати" для синтезу АТФ. Останній може утворитися шляхом безпосереднього переносу "макроергічного" залишку фосфорної кислоти, наприклад, з дифосфогліцеринової кислоти, що утворюється в процесі розщеплення вуглеводів без участі кисню. Таке фосфорилювання називається субстратним. Його значимість менше в порівнянні з окисним фосфорилюванням. Макроергічний залишок фосфорної кислоти може бути перенесений на інші сполуки, що також стають джерелами енергії, перетвореними в інші її види. Так, наприклад, синтез глікогену здійснюється за участю гуанозинтрифосфату (ГТФ), де замість аденіну міститься гуанін. В даний час установлено, що при окиснюванні 1 моля ацетил-КоА в циклі Кребса утворюється 12 молей АТФ, 11 з яких виникає в результаті окисного фосфорилювання і лише один - субстратного. Одна половина енергії, що утворюється при окиснюванні органічних речовин, акумулюється в АТФ і бере участь у процесах біосинтезу, витрачається на різні потреби організму, інша - розсіюється у виді теплоти. Вона забезпечує сталість температури тіла (36-37°С), що є необхідною умовою життя людини (усі найважливіші процеси, що відбуваються в організмі - газообмін, дія ферментів, а отже, і весь обмін речовин - можуть здійснюватися тільки при певній температурі). У багатьох реакціях від АТФ відщеплюється один залишок неорганічного фосфату й АТФ перетворюється в АДФ, наприклад, при біосинтезі глюкозо-6-монофосфату, фруктозо-1,6-дифосфату. Використання двох макроергічних зв'язків АТФ і перетворення його в АМФ відбувається, наприклад, при активуванні амінокислот і жирних кислот, необхідного початкового етапу їхнього обміну в клітинах. Відщіплення трьох фосфорних залишків і приєднання субстрату до рибози відбувається при біосинтезі 5-аденозилметіоніну. У клітинах здійснюється регуляція утворення АТФ. Так, при зниженні температури АТФ синтезується в меншій кількості й енергія окиснювання розсіюється у виді теплоти. Такий процес називають вільним окиснюванням. Він відбувається на поверхні мітохондрій. Окисне фосфорилювання стимулюється наявністю АДФ і неорганічного фосфату. Отже, при збільшенні витрати АТФ, у результаті чого він розщеплюється на АДФ і НРО4, підсилюються процеси фосфорилювання і зменшується частка енергії, що витрачається на утворення теплоти. Розщеплення АТФ із виділенням енергії каталізується ферментом аденозинтрифосфатазой (АТФазою). Процес відбувається з великою швидкістю. Замість розщепленого АТФ утворюються нові молекули цієї сполуки. Тому невелика його кількість, що міститься в тканинах, постійно оновлюється. Для забезпечення синтезу АТФ необхідно, щоб у мітохондріях постійно генерувалася енергія за рахунок окиснювання речовин, що поставляються в організм із їжею. Окремі ланки окислювально-відновного ланцюга чуттєві до різних впливів, що ушкоджують. Так, дегідрогеназна ділянка виключається з транспорту водню барбітуратами (у концентраціях, що перевищують лікувальні дози). Процесом, особливо чуттєвим до впливів, що ушкоджують, є окисне фосфорилювання, тобто енергоємна реакція утворення АТФ. Негативну роль в організмі можуть грати 2,4-динітрофенол, ультразвук, що іонізує радіація й інші променеві впливи, деякі антибіотики, чадний газ, синильна кислота. У результаті впливу цих факторів температура тіла підвищується, оскільки вся енергія окиснювання перетворюється в теплоту. Слід зазначити, що гормон тироксин, що синтезується у щитовидній залозі в надлишкових кількостях, істотно впливає на окисне фосфорилювання, вносячи дисбаланс у процеси окиснювання й утворення АТФ. Тому в людей з гіперфункцією щитовидної залози утворюється надлишок теплоти, що виявляється в підвищеній температурі тіла.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ:
1. Яка роль біологічного окиснювання для процесів життєдіяльності організму? 2. Які розходження біологічного окиснювання й окиснювання в неживій природі? 3. Назвіть групи ферментів, що приймають участь у біологічному окиснюванні. 4. Як побудовані анаеробні і аеробні дегідрогенази? 5. Розповісти про ролі гемінових ферментів у біологічному окиснюванні. 6. Як здійснюється транспорт електронів і протонів у біологічному окиснюванні? 7. Опишіть відмінності тканинного дихання і окисного фосфорилювання. 8. Які речовини є кінцевими продуктами біологічного окиснювання? 9. Чим відрізняються окислені форми НАД і ФАД від відновлених? 10. Які вітаміни беруть участь у побудові дегідрогеназ? 11. Які шляхи використання енергії в організмі? 12. При підвищенні функції щитовидної залози різко збільшується утворення тепла, підвищується температура тіла. Які біохімічні процеси обумовлюють це явище? Тести для контролю знань і самопідготовки 1. Які процеси забезпечують метаболізм?
2. Які основні процеси відбуваються під час анаболізму?
3. Які основні процеси відбуваються під час катаболізму?
4. Які типи хімічних процесів забезпечують життєдіяльність організму?
5. Які процеси відбуваються під час фосфоролізу?
6. Яким шляхом відбувається біологічне окислення?
7. Яким процесом є біологічне окислення?
8. Які кінцеві продукти утворюються під час біологічного окислення?
9. Який напрямок біологичного окислення у процесі метаболізму?
10. В яких процесах утворюються відновлювальні потенціали під час біологічного окислення?
11. Чи пов’язані процеси катаболізму і анаболізму з вiком?
12. Як пов’язані катаболізм і анаболізм у енергетичному обміні?
13. Як пов’язане катаболічне утворення відновних еквівалентів з їх анаболічним використанням?
14. Який закон діалектичного матеріалізму відображає єдність катаболізму і анаболізму?
15. Яким чином метаболізм забезпечує засвоєння енергії із зовнішнього середовища?
16. Яким чином під час метаболізму забезпечується находження органічних речовин у організм вищих тварин?
17. Яким чином під час метаболізму забезпечується утворення полімерів-білків, глікогену, нуклеїнових кислот, тощо?
18. Чи розпадаються в організмі власні полімери?
19. Що таке проміжний обмін речовин у вищих тварин?
20. У чому виявляється каскадність метаболічних процесів?
21. Що таке спряженість метаболічних процесів?
22. За яких умов протікає катаболізм у вищих тварин?
23. Які організми є гетеротрофами?
24. Які організми є аутотрофами?
РОЗДІЛ 8. ВІТАМІНИ
8. 1. ЗАГАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ПРО ВІТАМІНИ І ЇХНЯ КЛАСИФІКАЦІЯ
Вітаміни являють собою групу низькомолекулярних органічних речовин різної хімічної природи, що володіють різноманітними фізіологічними властивостями і необхідні для організму в мінімальних кількостях. Вони виконують каталітичну і регуляторну функції. Відкриття вітамінів тісно зв'язано з вивченням ролі окремих нутрієнтів у забезпеченні повноцінного харчування. Ще в середині XІ століття вважали, що для нормальної життєдіяльності організму досить вмісту в їжі білків, жирів, вуглеводів, мінеральних солей і води. Однак накопичений досвід показав, що це не так. У 1880 р. на підставі експериментальних досвідів на тваринах російський біохімік і лікар Н.І. Лунін встановив, що в харчових продуктах поряд з відомими нутрієнтами є життєво важливі хімічні сполуки. Надалі висновки Н.І. Луніна були підтверджені і розвиті іншими вченими, зокрема І.О. Сосніним (1891), Ф. Гопкінсом (1906-1912), К. Функом (1912). За пропозицією польського біохіміка К. Функа, що виділив активну речовину з рисових висівок і який виявив наявність в ньому аміногруп, усі речовини подібного роду стали називати вітамінами (від лат. vіta - життя), тобто амінами життя. Згодом, однак, виявилося, що далеко не всі речовини цього класу містять аміногрупу. Проте термін "вітамін" стали широко застосовувати для всіх обов'язкових додаткових факторів харчування. Захворювання людини і тварин, зв'язані з відсутністю в їжі вітамінів, К. Функ назвав "авітамінозами". До авітамінозів, крім бери-бери, він відніс також цингу, пелагру, рахіт і деякі інші хвороби. Після робіт К. Функа наука про вітаміни - вітамінологія одержала подальший розвиток, і протягом наступних десятиліть у цій області були досягнуті значні успіхи. В даний час відомо більш 30 вітамінів, розшифрована їхня хімічна структура, що дало можливості синтезувати більшість з них. Для вітамінів характерний ряд особливостей: 1. На відміну від інших незамінних речовин (амінокислоти, поліненасичені жирні кислоти та ін.) вітаміни не є пластичним матеріалом або джерелом енергії. 2. Вітаміни активні в мінімальних кількостях. Добова потреба в них обчислюється в тисячних і навіть мільйонних частках грама. 3. Вітаміни в організмі людини не синтезуються, за винятком деяких з них. Так, вітаміни В6, В12, К, фолієва кислота утворюються в організмі мікрофлорою товстої кишки, вітамін D - під дією ультрафіолетових променів, однак, у недостатній кількості. 4. Вітаміни, як правило, не відкладаються "про запас". Отже, ці речовини повинні надходити в організм при кожному прийомі їжі. 5. Найбільш ефективні вітаміни не синтетичні, а ті, що містяться в харчових продуктах. Це обумовлено тим, що до складу їжі входять кілька різних вітамінів, що підсилюють фізіологічний ефект один одного, а також стимулятори, або стабілізатори їхньої дії. Функції вітамінів. Вітаміни забезпечують нормальне протікання біохімічних і фізіологічних процесів в організмі. Вони беруть участь у каталізі обмінних процесів, тому що містяться в активних групах ферментів. Так, наприклад, вітамін РР є коферментом дегідрогеназ, що здійснюють перший етап окиснювання білків, жирів, вуглеводів; вітамін В1 входить до складу активної групи ферменту, який каталізує розщеплення одного з центральних проміжних продуктів обміну речовин - піровиноградної кислоти; вітамін В12 відіграє визначну роль у процесах синтезу білків. От чому недолік вітамінів у їжі або порушення їхньої асиміляції негативно позначаються на багатьох фундаментальних процесах обміну речовин. Вітаміни мають захисну дію, нейтралізуючи вплив різних негативних факторів. У здорових людей вони підвищують стійкість до холоду, інфекційних хвороб, фізичних перевантаженнь, додають сил. У хворих вітаміни сприяють нормалізації обміну, поліпшують ефект лікувальних засобів, нейтралізують побічну дію лікарських препаратів, зменшують наслідки опромінення. При відсутності в продуктах харчування одного або декількох вітамінів розвивається вітамінна недостатність. Вона буває двох ступенів: авітаміноз і гіповітаміноз. Авітаміноз - це стан глибокого дефіциту якого-небудь вітаміну в організмі з розгорнутою клінічною картиною недостатності (цинга, бери-бери, пелагра і т.д.). Гіповітаміноз - стан організму при недостатньому вмісті одного або декількох вітамінів у їжі. Гіповітамінози частіше зустрічаються наприкінці зими, навесні, коли надходження вітамінів з їжею досить обмежено, оскільки вони руйнуються в процесі зберігання продуктів харчування. Розрізняють первинні і вторинні гіповітамінози. Первинні гіповітамінози зв'язані з низьким вмістом вітамінів у продуктах харчування, що може мати місце в результаті наступних причин: 1. Однобічне незбалансоване харчування переважно рафінованими продуктами, недостатнє вживання продуктів рослинного походження. 2. Неправильна кулінарна обробка їжі, що приводить до руйнування вітамінів. 3. Застосування консервантів, що руйнують вітаміни. 4. Неправильні умови зберігання продуктів, що містять вітаміни. Вторинні гіповітамінози розвиваються в тих випадках, коли знижується здатність засвоювати вітаміни або підвищується потреба в них. Це може бути зв'язане з порушенням функції шлунково-кишкового тракту. При інфекційних захворюваннях підвищується потреба у вітамінах внаслідок їхньої витрати в процесі утворення антитіл. Лікування деякими препаратами може збільшувати потребу у вітамінах у результаті їхнього підвищеного виділення з організму або порушення синтезу в товстій кишці. У такий спосіб впливають на організм, наприклад, антибіотики й інші антибактеріальні речовини. При надлишковому надходженні вітамінів вони, як правило, виводяться з організму через нирки із сечею. У деяких випадках їхній вміст підвищується і розвивається гіпервітаміноз, що приводить до порушення обмінних процесів. Особливо небезпечне в цьому відношенні передозування вітамінів А и D, що призначають дітям для профілактики рахіту і порушень росту.
Класифікація вітамінів
У процесі вивчення вітамінів спочатку кожному з них давали назву за тим захворюванням, що розвивалося при відсутності даного вітаміну в їжі. При цьому до назви відповідного захворювання додавалася приставка анти-, тому що додавання відповідного вітаміну в дієту сприяло швидкому видужанню (наприклад, антицинготний, антианемічний, антирахітичний і т.д.). Пізніше, за пропозицією Мак-Колума (1913 р.), окремі вітаміни в міру їхнього виділення умовилися позначати буквами латинського алфавіту: В1, В2, С и т.д. Після того як була досліджена хімічна природа вітамінів, стали використовувати їхні хімічні назви. У 1956 р. біохімічною секцією Міжнародного союзу чистої і прикладної хімії була затверджена єдина класифікація вітамінів (табл. 8.1).
Таблиця 8.1 Номенклатура, класифікація вітамінів і вітаміноподібних сполук
Широке поширення одержала систематизація вітамінів на основі їхньої розчинності у воді або жирах. Одну групу склали водорозчинні вітаміни, іншу - жиророзчинні. Однак для деяких жиророзчинних вітамінів був синтезований водорозчинний аналог. Наприклад, вікасол є водорозчинним аналогом вітаміну К, розчинного в жирах. Ряд вітамінів представлений не одним, а декількома сполуками, що виявляють біологічну активність. Прикладом може служити група вітамінів D. Для позначення таких сполук користуються цифрами - D2, D3. У групі вітамінів розрізняють вітаміноподібні речовини, ступінь незамінності яких ще не визначена. Однак вони роблять сприятливий ефект на процеси обміну речовин, особливо в екстремальних умовах. У ряді продуктів містяться провітаміни, тобто сполуки, з яких в організмі утворюються вітаміни. До них відносять каротини, що розщеплюються в ряді тканин з утворенням ретинолу (вітамін А), деякі стерини (ергостерини, 7-дегідрохолестерин і ін.), що перетворюються у вітамін D під впливом ультрафіолетових променів.
8. 2. ВОДОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ
Велика група водорозчинних вітамінів представлена вітамінами групи В (13 найменувань). Для цих вітамінів характерні наступні особливості: 1) майже усі вони містяться в печінці, дріжджах, висівках; 2) більшість вітамінів цієї групи необхідні для нормальної діяльності нервової системи, шкіри, шлунково-кишкового тракту. Головна властивість вітамінів групи В - нейротропність. Цю властивість вітамінів важливо враховувати в харчуванні людей, які постійно мають нервові перевантаження в сучасних умовах (соціально-економічні проблеми, зниження життєвого рівня, прискорений ритм життя, величезний потік інформації і т.д.). У звичайних харчових раціонах, що включають продукти тваринного і рослинного походження, найбільш дефіцитними (найчастіше узимку і провесною) є вітаміни С, В1, В2, А и D, тому що вони можуть руйнуватися в процесі технологічної обробки і зберігання. Крім того, має значення зміна асортименту продуктів (плодів, овочів, ягід), що у ці сезони стає значно менш різноманітним; немаловажну роль грає світлове голодування, тому що узимку ультрафіолетові промені не досягають поверхні Землі. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|