Биохимия крови. Плазма крови. Метаболизм эритроцитов. Биохимический анализ крови: нормы у взрослых и детей, показатели, как расшифровать результаты Биохимические элементы

Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных p- элементов. (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, хлор, бром, йод)

Биогенные d- элементы. Связь между электронным строение d- элементов и их биологическими функциями. Роль d- элементов в комплексообразовании в биологических системах.

В составе живого вещества найдено более 70 элементов.

Биогенные элементы – элементы, необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов.

В организме человека больше всего s- и p- элементов.

Незаменимые макроэлементы s-: H, Na, Mg, K, Ca

Незаменимые макроэлементы p-: C, N, O, P, S, Cl, I.

Примесные s- и p- элементы: Li, B, F.

Концентрирование химического элемента – повышенное содержание элемента в организме по сравнению с окружающей средой.

Основу всех живых систем составляют шесть элементов-органогенов : углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Их содержание в организме достигает 97%.

Биогенные элементы подразделяют на три блока: s-, p-, d-.

S-элементы

Основные сведения:

1. S-элементы – это химические элементы, в атомах которых заполняются электронами, s-подуровень внешнего уровня.

2. Строение их валентного уровня ns 1-2 .

3. Небольшой заряд ядра, большой размер атома способствуют тому, что атомы s-элементов – типичные активные металлы; показателем этого является невысокий потенциал их ионизации. Химия таких элементов является в основном ионной, за исключением лития и бериллия, которые обладают более сильным поляризующим действием.

4. Имеют относительно большие радиусы атомов и ионов.

5. Легко отдают валентные электроны.

6. Являются сильными восстановителями. Восстановительные свойства возрастают закономерно с увеличением радиуса атома. Восстановительная способность увеличивается по группе сверху вниз.

Биологическая роль:

Вследствие очень легкой окисляемости щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений.

Натрий

1. Относится к жизненно необходимым элементам, постоянно содержится в организме, участвует в обмене веществ.

3. В организме человека натрий находится в виде растворимых солей: хлорида, фосфата, гидрокарбоната.

4. Распределен по всему организму (в сыворотке крови, в спинномозговой жидкости, в глазной жидкости, в пищеварительных соках, в желчи, в почках, в коже, в костной ткани, в легких, в мозге).

5. Является основным внеклеточным ионом.

6. Ионы натрия играют важную роль в обеспечении постоянства внутренней среды человеческого организма, участвует в поддержании постоянного осмотического давления биожидкости.

7. Ионы натрия участвуют в регуляции водного обмена и влияют на работу ферментов.

8. Вместе с ионами калия, магния, кальция, хлора ионы натрия участвуют в передаче нервных импульсов.

9. При изменении содержания натрия в организме происходят нарушения нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц.

Калий

2. В организме человека калий находится в крови, почках, сердце, костной ткани, мозге.

3. Калий является основным внутриклеточным ионом.

4. Ионы калия играют важную роль в физиологических процессах – сокращении мышц, нормальном функционировании сердца, проведении нервных импульсов, обменных реакциях.

5. Являются важными активаторами внутриклеточных ферментов.

Магний

2. Находится в дентине и эмали зубов, костной ткани.

3. Накапливается в поджелудочной железе, скелетных мышцах, почках, мозге, печени и сердце.

4. Является внутриклеточным катионом.

Кальций

2. Содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса – в костной и зубной тканях.

3. Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы, механизмах свертывания крови.

P-элементы

Общая характеристика:

1. Относят 30 элементов периодической системы.

2. В периодах слева направо атомные и ионные радиусы p-элементов по мере увеличения заряда ядра уменьшаются, энергия ионизации и сродство к электрону в целом возрастают, электроотрицательность увеличивается, окислительная активность элементных веществ и неметаллические свойства усиливаются.

3. В группах радиусы атомов и однотипных ионов увеличиваются. Энергия ионизации при переходе от 2р-элементам уменьшается.

4. С увеличением порядкового номера р-элементов в группе неметаллические свойства ослабевают, а металлически усиливаются.

Биологическая роль:

2. Концентрируется в легких, щитовидкой железе, селезенке, печени, мозге, почках, сердце.

3. Входит в состав зубов и костей.

4. Избыток бора вреден для организма человека (уменьшается активность адреналина).

Алюминий

1. Относится к примесным элементам.

2. Концентрируется в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека.

3. Суточная норма – 47мг.

4. Влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костных тканей, на обмен фосфора.

5. Оказывает воздействие на ферментативные процессы.

6. Избыток тормозит синтез гемоглобина.

Таллий

1. Относится к весьма токсичным элементам.

Углерод

1. Относится к макроэлементам.

2. Входит с состав всех тканей в форме белков, жиров, углеродов, витаминов, гормонов.

3. С биологической точки зрения углерод является органогеном номер 1.

Кремний

1. Относится к примесным микроэлементам.

2. Находится в печени, надпочечниках. Волосах, хрусталике.

3. С нарушением кремния связывают возникновение гипертонии, ревматизма, язвы, малокровия.

Германий

1. Относится к микроэлементам.

2. Соединения германия усиливают кроветворения в костном мозге.

3. Соединения германия малотоксичные.

D-элементы

Общая характеристика:

1. Относятся 32 элемента периодической системы.

2. Входят в 4-7 большие периоды. Особенностью элементов этих периодов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов.

3. Важный свойством является переменная валентность и разнообразие степеней окисления. Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов.

4. D-элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства.

5. В организме обеспечивают запуск большинства биохимических процессов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.

Биологическая роль:

Цинк

1. Микроэлемент

2. В организме человека 1,8г.

3. Больше всего цинка в мышцах и костях, а также в плазме крови, печени, эритроцитах.

4. Образует бионеорганический комплекс с инсулином – гормоном, регулирующим содержание сахара в крови.

5. Содержится в мясных и молочных продуктах, яицах.

Кадмий

1. Микроэлемент.

2. В организме человека – 50мг.

3. Примесный элемент.

4. Находится в почках, печени, легких, поджелудочной железе.

Ртуть

1. Микроэлемент.

2. Примесный элемент.

3. В организме человека – 13мг.

4. Находится в жировой и мышечной тканях.

5. Хроническая интоксикация кадмием и ртутью может нарушить минерализацию костей.

Хром

1. Микроэлемент.

2. В организме человека – 6г.

3. Металлический хром нетоксичен, а соединения опасны для здоровья. Они вызывают раздражения кожи, что приводит к дерматитам.

Молибден

1. Микроэлемент.

2. Относится к металлам жизни, является одним из важнейших биоэлементов.

3. Избыточное содержание вызывает снижение прочности костей – остеопороз.

4. Входит с состав различных ферментов.

5. Малотоксичный.

Вольфрам

1. Микроэлемент.

2. Роль не изучена.

3. Анионная форма вольфрама легко абсорбируется в желудочно-кишечном тракте.

Задание 5

Комплексные соединения. Классификация комплексных соединений по заряду координационной сферы и по природе лигандов. 2.Координационная теория А.Вернера. Понятие о комплексообразователе, лигандах. 3.Координационное число, его связь с геометрией комплексного иона. Природа связи в координационных соединениях. Биологические комплексны железы, кобальта, меди, цинка, их роль в процессах жизнедеятельности.

Комплексные соединения – химические соединения, кристаллические решетки которых состоят из комплексных групп, образовавшихся в результате взаимодействие ионов или молекул, способных существовать самостоятельно.

Классификация КС по заряду внутренней сферы :

1. Катионные Cl 2

2. Анионные K 2

3. Нейтральные

Классификация КС по числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере :

1. Монодентатныелиганды . Занимают 1 место в координационной сфере. Такие линанды бывают нейтральными (молекулы H 2 O, NH 3 , CO, NO) и заряженными (ионы CN - , F - , Cl - , OH - ,).

2. Бидентатныелиганды . Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты, SO 4 2- , CO 3 2- .

3. Полидентатныелиганды . 2 или более связей с ионами. Примеры: этилен диамин тетрауксусная к-та и е соли, белки, нуклеиновая к-та.

Классификация по природе лиганда :

1. Аммиакаты – комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака. SO 4.

2. Аквакомплексы – в которых лигандом выступает вода. Cl 2

3. Карбонилы – в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II). ,

4. Гидроксокомплексы – в которых в качестве лигандов выступают годроксид-ионы. Na 2 .

5. Ацидокомплексы – в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли и комплексные кислоты K 2 , H 2 .

Теория Вернера:

· Объяснения особенности строения комплексных соединений

· В соответствии с этой теорией, в каждом комплексной соединении есть центральный атом (ион), или комплексообразователь (центральный атом или центральный ион).

· Вокруг центрального атома расположены в определённом порядке другие ионы, атомы ил молекулы, которые называют лигандами (аддендами).

Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен, и в таком случае именуется металлоцентром. Заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

Лиганды (Адденды) – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образователя комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H 2 O, CO, NH 3), анионы (OH - , Cl - , PO 4 3-), а также катион водорода H + .

Центральный атом (центральный ион), или комплексообразователь, связаны лигандами полярной ковалентной связью по донорно-акцепторному механизму и образуют внутреннюю сферу комплекса.

Координационное число – число лигандов, координирующиесявокруг центрального атома – комплексообразователя.

Координационное число центрального атома – число связей, с помощью которых лиганды непосредственно соединены с центральным атомом.

Между координационным числом и строением комплексних соединений (геометрией внутренней координационной сферы) наблюдается определенная закономерность.

· Если комплексообразователь имеет координационное число 2 , та, как правило, комплексный ион имеет линейное строение , а комплексообразователь и об лиганда располагаются на одной прямой. Линейное строение имеют такие комплексные ионы, как и другие + ,  и другие. В этом случае орбитали центрального атома, участвующие в образовании связи по донорно-акцепторому механизму, гибридизованы по типу sp.

· Комплексы с координационным числом 3 встречаются сравнительно редко и обычно имеют форму равностороннего треугольника , в центре которого располагается комплексообразователь, а в углах находятся лиганды (гибридизация типа sp 2).

· Для соединений с координационным числом 4 имеются две возможности пространственного расположения лигандов. Тетраэдрическое размещение лигандов с коплексообразователем в центре тетраэдра (sp 3 -гибридизация атомных орбиталей комплексообразователя). Плоскоквадратное расположение лигандов вокруг находящегося в центре квадрата атома комплексообразователя (dsp 2 -гибридизация).

· Координационное число 5 встречается у комплексных соединений довольно редко. Тем не менее в том небольшом количестве комплексных соединений, где комплексообразователь окружен пятью лигандами, установлены две пространственные конфигурации. Это тринальнаябипирамида и квадратная пирамида с комплесообразоателем в центре геометрическо фигуры.

· Для комплексов скоординационным числом 6 характерно октаэдрическое расположение лигандов, что отвечает sp 3 d 2 - или d 2 sp 3 -гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя. Октаэдрическое строение комплексов с координационным числом 6 является наиболее энергетически выгодным.

Биологическая роль:

· Fe 3+ - входит в состав ферментов, катализирующий ОВР

· Со – витамин В12 (кроветворение и синтез нуклеиновых к-т)

· Mg 2+ - хлорофилл (запас энергии солнца; синтез полисахаридов)

· Мо – метаболизм пуринов.

Задание 6

Основные положения теории растворов: раствор, растворитель, растворенное вещество. Классификация растворов. 2.Факторы, определяющие растворимость. 3.Способы выражения концентрации растворов, массовая доля, молярность, молярная концентрация эквивалентов. Закон эквивалентов. 4.Растворы газообразных веществ: законы Генри, Дальтона. Растворимость газов в присутствии электролитов - закон Сеченова. Роль раствора в жизнедеятельности организма.

Раствор – гомогенная смесь, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов из взаимодействия. Растворитель – компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Масса растворителя преобладает.

Классификация по агрегатному состоянию :

1. Твердые (сплав стали)

2. Жидкие (раствор соли или сахара в воде)

3. Газообразные (атмосфера).

Также различают:

· Водные и неводные растворы.

· Разбавленные и неразбавленные растворы.

· Насыщенные и ненасыщенные.

Факторы, определяющие растворимость:

1. Природа смешиваемых веществ (подобное растворяется в подобном)

2. Температура

3. Давление

4. Наличие третьего компонента

Существует множество способов измерить количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора, это так называемые способы выражения концентрации раствора.

Количественная концентрация выражается через молярную, нормальную (молярную концентрацию эквивалента), процентную, моляльную концентрации, титр и мольную долю.

1. Наиболее распространённый способ выражения концентрации растворов – молярная концентрация растворов или молярность. Она определяется как количество молей растворенного вещества в одном литре раствора. С м = n/V , моль/л (моль ·л -1)

2. Молярная концентрация эквивалента определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора.

3. Процентная концентрация раствора или массовая доля показывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Это отношение массы вещества к общей массе раствора или смеси веществ. Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах.

4. Моляльная концентрация раствора показывает количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя.

5. Титр раствора показывает массу растворенного вещества, содержащуюся в 1мл раствора.

6. Мольная или молярная доля вещества в растворе равна отношению количества данного вещества к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе.

Биогенные s-, р-, d- элементы. Биологическая роль и значение их в медицине Лектор ассистент кафедры фармацевтической химии Бурмас Наталья Ивановна

План лекции План лекции 1. Биогенные элементы. Классификация биоэлементов по Вернадскому 2. Свойства и биологическая роль некоторых s-элементов 3. Свойства и биологическая роль некоторых р- элементов 4. Свойства и биологическая роль некоторых d-элементов 5. Биологическая роль воды в организме 1. Биогенные элементы. Классификация биоэлементов по Вернадскому 2. Свойства и биологическая роль некоторых s-элементов 3. Свойства и биологическая роль некоторых р- элементов 4. Свойства и биологическая роль некоторых d-элементов 5. Биологическая роль воды в организме

1. Биогенные элементы. Классификация биоэлементов по Вернадскому. 1. Биогенные элементы. Классификация биоэлементов по Вернадскому. Л. П. Виноградов считал, что концентрация элементов в живом веществе прямо пропорциональна его содержанию в среде обитания с учетом растворимости их соединений. По мнению А. П. Виноградова химический состав организма определяется составом окружающей среды. Биосфера содержит 100 млрд тонн живого вещества. Около 50% массы земной коры приходится на кислород, более 25% на кремний. Восемнадцать элементов (О, Si, Al, Fe, Ca. Na, К, Mg, H, Ti, С, Р, N, S, Cl, F, Мn, Ва) составляют 99,8% массы земной коры.

Содержание некоторых элементов в организме по сравнению с окружающей средой повышенное – это называют биологическим концентрированием элемента. Например, углерода в земной коре 0,35%, а по содержанию в живых организмах занимает второе место (21%). Однако эта закономерность наблюдается не всегда. Так, кремния в земной коре 27,6%, а в живых организмах его мало, алюминия – 7,45%, а в живых организмах -1·10 -5 %. В составе живого вещества найдено более 70 элементов. Элементы необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами. Содержание некоторых элементов в организме по сравнению с окружающей средой повышенное – это называют биологическим концентрированием элемента. Например, углерода в земной коре 0,35%, а по содержанию в живых организмах занимает второе место (21%). Однако эта закономерность наблюдается не всегда. Так, кремния в земной коре 27,6%, а в живых организмах его мало, алюминия – 7,45%, а в живых организмах -1·10 -5 %. В составе живого вещества найдено более 70 элементов. Элементы необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами.

Классификация биоэлементов по Вернадскому. Существует несколько классификаций биогенных элементов: А) По их функциональной роли: 1) органогены, в организме их 97,4% (С, Н, О, N, Р, S), 2) элементы электролитного фона (Na, К, Ca, Mg, Сl). Данные ионы металлов составляют 99% общего содержания металлов в организме; 3) Микроэлементы – это биологически активные атомы центров ферментов, гормонов (переходные металлы). Б) По концентрации элементов в организме биогенные элементы делят: Б) По концентрации элементов в организме биогенные элементы делят: 1) макроэлементы; 2) микроэлементы; 3) ультрамикроэлементы.

Биогенные элементы, содержание которых превышает 0,01% от массы тела, относят к макроэлементам. К ним отнесены 12 элементов: органогены, ионы электролитного фона и железо. Еще более поразительно, что 99% живых тканей содержат только шесть элементов: С, Н, О, N, Р, Ca. Биогенные элементы, содержание которых превышает 0,01% от массы тела, относят к макроэлементам. К ним отнесены 12 элементов: органогены, ионы электролитного фона и железо. Еще более поразительно, что 99% живых тканей содержат только шесть элементов: С, Н, О, N, Р, Ca. Элементы К, Na, Mg, Fe, Сl, S относят к олигобиогенным элементам. Содержание их колеблется от 0,1 до 1%. Элементы К, Na, Mg, Fe, Сl, S относят к олигобиогенным элементам. Содержание их колеблется от 0,1 до 1%. Биогенные элементы, суммарное содержание которых составляет величину порядка 0,01%, относят к микроэлементам. Содержание каждого из них 0,001% (10-3 – 10-5%). Большинство микроэлементов содержится в основном в тканях печени. Это депо микроэлементов. Биогенные элементы, суммарное содержание которых составляет величину порядка 0,01%, относят к микроэлементам. Содержание каждого из них 0,001% (10-3 – 10-5%). Большинство микроэлементов содержится в основном в тканях печени. Это депо микроэлементов. Элементы, содержание которых меньше чем %, относят к ультрамикроэлементам. Данные о количестве и биологической роли многих элементов невыяснены до конца.

Таблица 1. Суточное поступление химических элементов в организм человека Химический элементСуточное потребление, в мг ВзрослыеДети Калий Натрий Кальций Магний Цинк155 Железо Марганец2-51,3 Медь1,5-3,01,0 Титан0,850,06 Молибден0,075-0,250- Хром0,05-0,200,04 КобальтОколо 0,2 витамин B 12 0,001 Хлор РО SO – Йод0,150,07 Селен0,05-0, 07– Фтор1,5-4,00, 6

2. Свойства и биологическая роль некоторых s-элементов. Биогенные элементы подразделяют на три блока: s-, р-, d– блоки. Химические элементы, в атомах которых заполняются электронами, s-подуровень внешнего уровня, называют s-элементами. Строение их валентного уровня ns¹-². Небольшой заряд ядра, большой размер атома способствуют тому, что атомы s-элементов – типичные активные металлы; показателем этого является невысокий потенциал их ионизации. Биогенные элементы подразделяют на три блока: s-, р-, d– блоки. Химические элементы, в атомах которых заполняются электронами, s-подуровень внешнего уровня, называют s-элементами. Строение их валентного уровня ns¹-². Небольшой заряд ядра, большой размер атома способствуют тому, что атомы s-элементов – типичные активные металлы; показателем этого является невысокий потенциал их ионизации.

Натрий (Na) - один из основных элементов, участвующих в минеральном обмене животных и человека. Содержится главным образом во внеклеточных жидкостях (в эритроцитах человека около 10 ммоль/кг, в сыворотке крови 143 ммоль/кг); участвует в поддержании осмотического давления и кислотно- щелочного равновесия, в проведении нервных импульсов. Суточная потребность человека в хлористом натрии колеблется от 2 до 10г и зависит от количества этой соли, теряемой с потом. Концентрация ионов натрия в организме регулируется в основном гормоном коры надпочечников - альдостероном.

Применение соединений натрия в медицине. 1) Гипертонический раствор натрия хлора. В следствии большого астматического давления обезвоживает клетки и способствует плазмолизу бактерий. В следствии большого астматического давления обезвоживает клетки и способствует плазмолизу бактерий. Такой раствор применяют наружно при лечении гнойных ран, Такой раствор применяют наружно при лечении гнойных ран, воспалительных процессов полости рта и обширных ожогах. воспалительных процессов полости рта и обширных ожогах. 2) Пероксид натрия. Применяют в замкнутых объектах. Применяют в замкнутых объектах. 3) Натрий гидрокарбонат В водном растворе в результате гидролиза по аниону возникает слабо щелочная В водном растворе в результате гидролиза по аниону возникает слабо щелочная среда,которая оказывает антимикробное действие. среда,которая оказывает антимикробное действие. Применяют для понижения кислотности и для нейтрализации кислот Применяют для понижения кислотности и для нейтрализации кислот попавших на кожу. Также его используют как отхаркивающее средство в микстурах. попавших на кожу. Также его используют как отхаркивающее средство в микстурах.

Калий (K) - один из биогенных элементов, постоянная составная часть растений и животных. Суточная потребность в калие у взрослого человека (2-3 г) покрывается за счёт мяса и растительных продуктов; у грудных детей потребность в калие (30 мг/кг) полностью покрывается грудным молоком, в котором мг% К. Многие морские организмы извлекают калий из воды. Растения получают калий из почвы. У животных содержание калия составляет в среднем 2,4 г/кг. В отличие от натрия, калий сосредоточен главным образом в клетках, во внеклеточной среде его много меньше.

Натрий и калий Натрий и калий функционируют в паре. Скорость диффузии ионов Na +, и K + через мембрану в покое мала, разность их концентрации вне клетки и внутри должна была выровняться, если бы в клетке не существовало натрий – калиевого насоса, который обеспечивает выведение из протоплазмы проникающих в неё ионов натрия и введение ионов калия. Источником энергии для работы насоса является расщепление фосфорных соединений – АТФ, которое происходит под влиянием фермента – аденозинтрифосфатазы. Торможение активности этого фермента приводит к нарушению работы насоса. По мере старения организма градиент концентрации ионов калия и натрия на границе клеток падает, а при наступление смерти выравнивается. Соль - NaCl

Кальций (Ca) - превалирующий катион организма, минеральный компонент скелета, макроэле­мент с множеством физиологических функций. 99% кальция организма содержится в костях скелета и зубах в виде гидроксиапатитов - соединений кальция с фосфатами. Лишь около 1% кальция находится в крови и дру­ гих биологических жидкостях организма. Концентрация цитоплазматического кальция составляет менее 1/1000 от содержания его во внеклеточной жидкости. 99% кальция организма содержится в костях скелета и зубах в виде гидроксиапатитов - соединений кальция с фосфатами. Лишь около 1% кальция находится в крови и дру­ гих биологических жидкостях организма. Концентрация цитоплазматического кальция составляет менее 1/1000 от содержания его во внеклеточной жидкости.

Магний (Mg) Магний (Mg) Суточная потребность человека в магние - 0,3-0,5 г; в детском возрасте, а также при беременности и лактации эта потребность выше. Нормальное содержание магния в крови - примерно 4,3 мг%; при повышенном содержании наблюдаются сонливость, потеря чувствительности, иногда паралич скелетных мышц. В организме магний накапливается в печени, затем значительная его часть переходит в кости и мышцы. В мышцах магний участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов.

3. Свойства и биологическая роль некоторых р- элементов Фосфор (P) - один из важнейших биогенных элементов, необходимый для жизнедеятельности всех организмов. Присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот и их производных, а также входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, многих коферментов и др. органических соединений. Биологическая роль фосфора: необходим для нормального функционирования почек способствует росту и восстановлению организма нормализует обмен веществ важен для хорошей работы сердца является источником энергии способствует делению клеток регулирует кислотно-щелочной баланс активизирует действие витаминов уменьшает боли при артритах укрепляет зубы, десна и костную ткань участвует в регуляции нервной системы

Сера (S) Сера (S) В виде органических и неорганических соединений сера постоянно присутствует во всех живых организмах и является важным биогенным элементом. Биологическая роль серы определяется тем, что она входит в состав широко распространённых в живой природе соединений: аминокислот (метионин, цистеин), и следовательно белков и пептидов; коферментов (кофермент А, липоевая кислота), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона и другие Сульфгидрильные группы (- SH) остатков цистеина играют важную роль в структуре и каталитическая активности многих ферментов. Образуя дисульфидные связи (- S - S -) внутри отдельных полипептидных цепей и между ними, эти группы участвуют в поддержании пространственной структуры молекул белков. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 1402 г серы. Суточная потребность взрослого человека в сере около 4. В виде органических и неорганических соединений сера постоянно присутствует во всех живых организмах и является важным биогенным элементом. Биологическая роль серы определяется тем, что она входит в состав широко распространённых в живой природе соединений: аминокислот (метионин, цистеин), и следовательно белков и пептидов; коферментов (кофермент А, липоевая кислота), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона и другие Сульфгидрильные группы (- SH) остатков цистеина играют важную роль в структуре и каталитическая активности многих ферментов. Образуя дисульфидные связи (- S - S -) внутри отдельных полипептидных цепей и между ними, эти группы участвуют в поддержании пространственной структуры молекул белков. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 1402 г серы. Суточная потребность взрослого человека в сере около 4.

Дефицит Серы При недостатке Серы наблюдаются: тахикардия, нарушения функций кожи, выпадение волос, запоры, в тяжелых случаях - жировая дистрофия печени, кровоизлияние в почки, нарушения углеводного обмена и белкового обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность и другие невротические реакции. Кроме того, недостаточность Серы может вызвать болезненность суставов, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови. При недостатке Серы наблюдаются: тахикардия, нарушения функций кожи, выпадение волос, запоры, в тяжелых случаях - жировая дистрофия печени, кровоизлияние в почки, нарушения углеводного обмена и белкового обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность и другие невротические реакции. Кроме того, недостаточность Серы может вызвать болезненность суставов, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови.

Препараты, содержащие иод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, она оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приёме внутрь препараты иода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы иода (микроиод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку иод влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашёл применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови. Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие иод.

Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Содержание хлора. в растениях (много хлора. в галофитах) - от тысячных долей процента до целых процентов, у животных - десятые и сотые доли процента. Суточная потребность взрослого человека в хлоре. (2-4 г) покрывается за счёт пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме животных хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Хлор - один из биогенных элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Содержание хлора. в растениях (много хлора. в галофитах) - от тысячных долей процента до целых процентов, у животных - десятые и сотые доли процента. Суточная потребность взрослого человека в хлоре. (2-4 г) покрывается за счёт пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме животных хлор - основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене, способствуя удержанию тканями воды.

Наибольшее содержание брома отмечают в мозговом веществе почек, щитовидной железе, ткани головного мозга, гипофизе. Бром входит в состав желудочного сока, влияя (наряду с хлором) на его кислотность. Суточная потребность в броме составляет 0,5-2 мг. Введённые в организм животных и человека бромиды усиливают концентрацию процессов торможения в коре головного мозга, содействуют нормализации состояния нервной системы, пострадавшей от перенапряжения тормозного процесса. Одновременно, задерживаясь в щитовидной железе, бром вступает в конкурентные отношения с йодом, что влияет на деятельность железы, а в связи с этим - и на состояние обмена веществ.

Фтор (F) постоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлемент. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека мг/кг; особенно много фтора. в зубах. Поступает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 мг/л. При недостатке фтора у человека развивается кариес зубов, при повышенном поступлении - флюороз. Фтор (F) постоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлемент. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека мг/кг; особенно много фтора. в зубах. Поступает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 мг/л. При недостатке фтора у человека развивается кариес зубов, при повышенном поступлении - флюороз. Высокие концентрации ионов фтора опасны ввиду их способности к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в биологическом отношении элементов (Р, Ca, Mg и др.), нарушающему их баланс в организме.

Самая высокая концентрация селена регистрируется в миокарде, печени, почках, гипофизе и скелетных мышцах. Содержание селена в крови отображает его уровень в организме и колеблется в среднем от 100 до 130 мкг / л. Самая высокая концентрация селена регистрируется в миокарде, печени, почках, гипофизе и скелетных мышцах. Содержание селена в крови отображает его уровень в организме и колеблется в среднем от 100 до 130 мкг / л. Селен оказывает на организм антигистаминное, антиаллергенно, антитератогенно, антиканцерогенное, радиопротекторное, детоксикационную и другие действия. Микроэлемент тормозит старение организма, поддерживает эластичность тканей, участвует в детоксикации солей тяжелых металлов (кадмия, ртути, мышьяка, свинца, никеля), хлорорганических соединений, элементного фосфора и инсулина. Соединения микроэлемента повышают светочувствительность сетчатки глаза, стимулируют активность неспецифических факторов иммунитета. С дефицитом селена в организме связывают патогенез атеросклероза, панкреатита, артрита, гематозу, других заболеваний.

4. Свойства и биологическая роль некоторых d-элементов В организме здорового человека содержится приблизительно 4-5 граммов железа. Железо (Fe) выполняет в организме такие функции: участвует в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена участвует в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена необходимо для образования гемоглобина и миоглобина необходимо для образования гемоглобина и миоглобина обеспечивает транспортировку кислорода в организме обеспечивает транспортировку кислорода в организме нормализует работу щитовидной железы нормализует работу щитовидной железы влияет на метаболизм витаминов группы В влияет на метаболизм витаминов группы В входит в состав некоторых ферментов (в том числе рибонуклеотид-редуктаз, который участвует в синтезе ДНК) входит в состав некоторых ферментов (в том числе рибонуклеотид-редуктаз, который участвует в синтезе ДНК) необходимо для процессов роста организма необходимо для процессов роста организма регулирует иммунитет (обеспечивает активность интерферона и клеток-киллеров) регулирует иммунитет (обеспечивает активность интерферона и клеток-киллеров) оказывает детоксикационное действие (входит в состав печени и принимает участие в обезвреживании токсинов) оказывает детоксикационное действие (входит в состав печени и принимает участие в обезвреживании токсинов) является компонентом многих окислительных ферментов является компонентом многих окислительных ферментов предупреждает развитие анемии предупреждает развитие анемии улучшает состояние кожи, ногтей, волос улучшает состояние кожи, ногтей, волос

Гемоглобин - сложный белок, который содержит и небелковую гемм-группу (около 4% массы гемоглобина). Гемм представляет собой комплекс железа (II) с макроциклическим лигандом - порфирином и имеет плоское строение. В этом комплексе атом железа связанный с четырьмя атомами азота - донорами макрокольца так, что атом железа находится в центре этого порфиринового кольца. Пятая связь атома железа образует с атомом азота имидазольной группы гистидина - аминокислотного остатка глобина

Медь (Cu) Взрослому человеку достаточно 2 мг меди в день. В организме медь концентрируется в костях и мышцах, в мозге, крови, почках и печени. Биологическая роль меди: - принимает активное участие в построении многих необходимых нам белков и ферментов, а также в процессах роста и развития клеток и тканей; - снабжения клеток всеми веществами, необходимыми для нормального обмена; - вместе с аскорбиновой кислотой медь поддерживает иммунную систему в активном состоянии; - способность меди уничтожать возбудителей заболеваний.

Цинк (Zn) Биологическая роль цинка: * иммуностимулирующее * Регуляция уровня мужских половых гормонов * Хорошее протекание беременности * Улучшение качества зрения * Регуляция функций нервной системы. * Нормализация процессов пищеварения * Антиоксидантная * Нормализация уровня сахара в крови Содержится в: * Устрицы, креветки, сельдь, макрель, * Мясо, говяжья печень, мясо птицы, молоко, сыр, яйца * Семена тыквы, подсолнечника, бобовые, грибы, овсяная и гречневая крупы, грецкий орехи, чеснок, цветная и кочанная капуста, спаржа, чеснок, картофель, свекла, морковь, * Яблоки, груши, сливы, вишня Суточная потребность: мг

* участвует в процессе кроветворения, образовании эритроцитов, участвует в усвоении железа; * нормализует обмен веществ, способствует восстановлению клеток; * стимулирует рост костной ткани; * имеет антиатеросклеротическое и иммуностимулирующее действие; * предотвращает обострение нервных заболеваний.

Витамин В 12 (цианокобаламин) Витамин В12 предотвращает появление анемии, важен для нормального роста и улучшения аппетита, усиливает иммунитет, играет важную роль в регуляции функции кроветворных органов, увеличивает энергию, поддерживает нервную систему в здоровом состоянии, улучшает концентрацию, память и равновесие, снижает раздражительность. Цианокобаламин является одним из веществ, необходимых для здоровья репродуктивных органов мужчин и женщин, так, он способен корректировать снижение содержания сперматозоидов в семенной жидкости.

Марганец (Mn) Суточная потребность взрослого организма составляет 3– 5 мг Mn. Биологическая роль марганца: - участвует в основных нейрохимических процессах в центральной нервной системе; - участвует в образовании костной и соединительной тканей; - участвует в регуляции жирового и углеводного обмена, обмене витаминов С, Е, холина и витаминов группы В; - оказывает влияние на процессы кроветворения и иммунную защиту кроветворения и иммунную защиту организма. организма.

5. Биологическая роль воды в организме В целом организм человека состоит на 86-50% из воды (86% у новорожденного и 50% в старческом организме). * В качестве наполнителя - вода поддерживает не только внешнюю форму отдельных органов и внешний вид человека в целом, но и обеспечивает нормальное их функционирование. * Как универсальный растворитель - вода растворяет питательные вещества для их проникновения в клетку, участвует в химических процессах при пищеварении, а также вымывает продукты жизнедеятельности и выходит из организма через почки и кожу, унося с собой вредные вещества. * Вода проявляет и терморегулирующие свойства - поддерживает необходимую температуру тела. * Транспортная функция воды осуществляется благодаря ее высокому поверхностному благодаря ее высокому поверхностному натяжению. натяжению.

Жесткость воды Жесткость воды определяется наличием в ней растворимых солей, в основном сульфатов и бикарбонатов кальция, магния, железа. Жесткость воды выражают в градусах. Один градус жесткости соответствует мг-екв/л, что в перерасчете на СаО и MgО составляет 10 и 7.2мг/л соответственно. Жесткость воды, обусловленная гидрокарбонатами Са(ІІ), Mg(II), Fe(II), называется временной жесткостью. Временная твердость устраняется кипячением: гидрокарбонаты превращаются в средние карбонаты: М(НСО 3) 2 МСО 3 + СО 2 + Н 2 О и выпадают в осадок. В результате этого содержание солей в воде снижается. Если повысить рН воды, добавив щелочной реагент (Na 2 CO 3 або Ca(OH) 2) наблюдается тот же эффект.

Постоянную жесткость воды не возможно устранить простым кипячением воды; она обусловлена присутствием относительно хорошо растворимых сульфатов, силикатов, хлоридов, которые не разрушаются при кипячении. Для устранения постоянной жесткости воды разработаны разные методы, например: СaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4.

Дайте пожалуйста ответы на данные вопросы: 1. Какие элементы называются биогенными? 2. Какие химические элементы относятся к s-, p-, d-элементам? 3. Какая биологическая роль железа в организме? 4. Какая биологическая роль воды в организме? Ваши ответы присылайте на данный Ваши ответы присылайте на данный

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

для студентов стоматологического факультета

1. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энер­гии, иерархическая структура организации и само­вос­про­из­ве­де­ние как важнейшие признаки живой материи.

2. Место биохимии среди других биологических дисциплин. Уровни структурной организации живого. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина.

3. Изучение биохимических закономерностей формирования звеньев зубочелюстного аппарата и поддержания их дееспособности – фундаментальная основа комплекса стоматологических дисциплин.

4. Белковые молекулы – основа жизни. Элементарный состав белков. Открытие аминокислот. Пептидная теория строения белков.

5. Строение и классификация аминокислот. Их физико-химические свойства. Методы разделения белков по физико-химическим свойствам.

6. Молекулярный вес белков. Размеры и формы белковых молекул. Глобулярные и фибриллярные белки. Простые и сложные белки.

7. Физико-химические свойства белков: растворимость, ионизация, гидратация, осаждение белков из растворов. Денатурация. Методы количествен­но­го измерения концентрации белков.

8. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств от первичной структуры. Видовая специфичность первич­ной структуры белков.

9. Конформация пептидных цепей (вторичная и третичная струк­ту­ра). Связи, обеспечивающие конформацию белка. Зависимость биологических свойств от конформации.

10. Доменная организация белковых молекул. Разделение белков по семействам и суперсемействам.

11. Четвертичная структура белков. Зависимость биологической актив­­ности белков от четвертичной структуры. Кооперативные изменения конформации протомеров (на примере гемоглобина).

12. Конформационные изменения белков как основа функционирования и саморегуляции белков.

13. Нативные белки. Факторы денатурации и ее механизм.

14. Классификация белков по химическому составу. Краткая характеристика группы простых белков.

15. Сложные белки: определение, классификация по небелковому компоненту. Краткая характеристика представителей.

16. Биологические функции белков. Способность к специфическим взаимодействиям («узнавание») как основа биологических функ­­ций всех белков. Типы природных лигандов и особенности их взаимодействия с белками.

17. Различие белкового состава органов и тканей. Изменение белкового состава при онтогенезе и болезнях.

18. Ферменты, история открытия. Особенности ферментативного катализа. Специфичность действия ферментов. Классификация и номенклатура ферментов.

19. Строение ферментов. Активный центр ферментов, теории его формирования.

20. Основные этапы ферментативного катализа (механизм действия ферментов).

21. Зависимость скорости ферментативных реакций от темпера­ту­ры, рН, концентрации ферментов и субстрата.

22. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Кофер­мент­­­ные функции витаминов (схема).

23. Активация ферментов (частичный протеолиз, восстановление тиоловых групп, удаление ингибиторов). Понятие об активаторах, механизм их действия.

24. Ингибиторы ферментов. Типы ингибирования. Лекарственные препараты – ингибиторы ферментов.

25. Регуляция действия ферментов: аллостерические ингибиторы и ак­тиваторы, каталитический и регуляторный центры. Регуляция ак­тивности ферментов по типу обратной связи, путем фосфорили­ро­ва­­ния и дефосфорилиро­ва­ния.

26. Различия ферментного состава органов и тканей. Орга­но­спе­ци­фи­ческие ферменты. Изменения активности ферментов в процессе развития и при болезнях.

27. Наследственные и приобретенные энзимопатии. Изоферменты.

28. Витамины. История открытия и изучения витаминов. Функ­ции витаминов. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гипо­вита­минозы. Гипервитаминозы.

29. Витамины группы Д. Провитамины, строение, превращение в активную форму, влияние на обмен веществ и процессы минерализации.

30. Витамин А, химическое строение, роль в процессах метаболизма. Проявления гипо- и гипервитаминоза.

31. Витамин С, химическое строение, роль в процессах жизнедеятельности, суточная потребность, влияние на обмен тканей полости рта, проявления недостаточности.

32. Основные уровни регуляции метаболизма. Аутокринная, паракринная и эндокринная регуляция.

33. Гормоны, понятие, общая характеристика, химическая природа, биологическая роль.

34. Гормональная регуляция как механизм межклеточной и меж­ор­ганной координации обмена веществ. Клетки-мишени и кле­точ­ные рецепторы гормонов.

35. Механизм передачи гормонального сигнала в клетку гормонами мембранного способа рецепции. Вторичные посредники.

36. Механизм передачи гормонального сигнала эффекторным системам гормонами цитозольного способа рецепции.

37. Центральная регу­ля­ция эндокринной системы. Роль либеринов, статинов, тропных гор­монов гипофиза.

38. Инсулин, строение, образование из проинсулина. Влия­ние на обмен углеводов, липидов, аминокислот.

39. Строение, синтез и метаболизм иодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы: механизм возникновения и последствия.

40. Гормоны, регулирующие метаболизм минерализованных тканей (паратирин, кальцитонин, соматотропин), места выработки, химическая природа, механизм регуляторного действия.

41. Эйкозаноиды: понятие, химическое строение, представители. Роль эйкозаноидов в регуляции метаболизма и физиологических функций организма.

42. Низкомолекулярные белки межклеточного общения (факторы роста и другие цитокины) и их клеточные рецепторы.

43. Катаболизм и анаболизм. Эндэргонические и экзэргонические реак­ции в живой клетке. Макроэргические соединения. Дегид­ри­ро­вание субстратов и окисление водорода (образование воды), как источник энергии для синтеза АТФ.

44. НАД-зависимые и флавиновые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы в, с, с 1 , а 1 и а 3 как компоненты дыхательной цепи.

45. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной це­пи. Трансмембранный электрохимический потенциал как про­ме­жуточная форма энергии при окислительном фосфорилиро­ва­нии.

46. Дыхательная цепь как важнейшая ред-окс-система организма. Сопряжение процессов окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Коэффициент Р/О.

47. Терморегуляторная функция тканевого дыхания.

48. Регуляция дыхательной цепи. Разобщение тканевого дыхания и окис­ли­тель­ного фосфорилирования. Разобщающие агенты.

49. Нарушение энергетического обмена: гипоксические состояния. Витамины РР и В 2 . Проявление авитаминозов.

50. Катаболизм основных пищевых веществ, стадии. Понятие о специфических и общих путях катаболизма.

51. Пировиноградная кислота, пути ее образования. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кис­ло­ты: последова­тель­ность реакций, строение пируватдегидроге­наз­но­го комплекса.

52. Ацетил-КоА, пути образования и превращения в организме. Значение этих процессов.

53. Цикл трикарбоновых кислот: последовательность реакций, харак­те­рис­тика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.

54. Аллостерические механизмы регуляции цитратного цикла. Обра­зо­вание СО 2 при тканевом дыхании. Анаболические функции ЦТК. Витамин В 1 и пантотеновая кислота, их биологическая роль.

55. Пищевые белки. Общая схема источников и путей расхо­до­ва­ния аминокислот в тканях. Эндогенный и экзогенный пул аминокислот.

56. Нормы белка в питании. Азотистый баланс. Физиологический минимум белка в пище. Качественный состав пищевых белков.

57. Протеолиз белков. Общая характеристика и классификация протеиназ пищеварительного канала, субстратная специфичность. Всасывание ами­но­кислот.

58. Трансаминирование, механизм реакции, коферментная функция витамина В 6 . Специ­фичность аминотрансфераз. Биологическая роль реакций транс­ами­нирования.

59. Окислительное дезаминирование аминокислот, химизм реакции. Оксидазы D- и L-аминокислот. Глутаматдегидрогеназа.

60. Непрямое дезаминирование (транс-дезаминирование) аминокис­лот. Биоло­ги­чес­кое значение реакций дезаминирования.

61. Декарбоксилирование аминокислот, химизм. Биогенные ами­ны. Проис­хож­дение, функции. Инактивация биогенных аминов.

62. Особенности метаболизма отдельных аминокислот. Глицин и серин. Механизм их взаимопревращений. Роль глицина в процессах биосинтеза биологически важных соединений.

63. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Их роль в реакциях биосинтезов и обезвреживания.

64. ТГФК и синтез одноуглеродных групп, их использование. Про­явление недостаточности В 9 . Антивитамины фолиевой кислоты. Сульфаниламидные препараты.

65. Особенности метаболизма фенилаланина и тирозина, главные пути, функционально значимые метаболиты. Генетические дефекты метаболизма этих аминокислот.

66. Конечные продукты обмена аминокислот: соли аммония и мочевина. Основные источники и пути обезвреживания аммиака в организме.

67. Роль глутамата в обезвреживании и транспорте аммиака, синтезе пролина. Образование и выведение солей аммония.

68. Биосинтез мочевины, последовательность реакций. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Нарушения образования и выведения мочевины. Гипераммониемия, уремия.

69. Нуклеиновые кислоты, типы, нуклеотидный состав, локализация в клетке, биологическая роль.

70. Строение и биологические функции мононуклеотидов.

71. Первичная и вторичная структура ДНК, укладка в хромосому. Биосинтез ДНК. ДНК-полимеразы. Понятие о репликативной системе. Повреждение и репарация ДНК.

72. РНК, первичная и вторичная структура, типы РНК в клетке, функции РНК. Биосинтез РНК, ферменты.

73. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов. Причины гиперурикемии. Подагра.

74. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов. Проис­хож­­­дение атомов «С» и «N» в пуриновом ядре. Инозиновая кислота как предшественница адениловой и гуаниловой кислот.

75. Представление о распаде и биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.

76. Биосинтез белков, современные представления. Основные компоненты белоксинтезирующей системы. Этапы биосинтеза.

77. Транспортная РНК как адаптатор аминокислот. Биосинтез аминоацил- т-РНК. Субстратная специфичность АРС-аз. Изоакцеп­тор­ные т-РНК.

78. Строение рибосом. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи. Посттрансляционные изменения белка.

79. Регуляция биосинтеза белков. Понятие об опероне, регуляция биосинтеза на уровне транскрипции.

80. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Моле­ку­лярные мутации, типы, частота.

81. Механизмы увеличения числа и разнообразия генов в геноме в хо­де эволюции как проявление дифференциальной активности генов.

82. Клеточная дифференцировка. Изменение белкового состава кле­ток при дифференцировке (на примере синтеза Нb при развитии эритроцита).

83. Полиморфизм белков как проявление генетической гетероген­нос­ти. Варианты Нb, Нр, ферментов, группоспецифи­чес­ких веществ крови.

84. Наследственные болезни: распространенность, происхождение дефектов в генотипе. Механизм возникновения и биохимические проявления наследственных болезней.

85. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.

86. Глюкоза как важнейший метаболит обмена: общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.

87. Катаболизм глюкозы. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы. Этапы, энергетика. Распростране­­ние и фи­зи­о­­л­о­гическое значение процесса.

88. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Гликоли­ти­ческая оксиредукция, субстратное фосфорилирование. Биоло­гическое значение.

89. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).

90. Представление о пентозофосфатном пути превращения глюкозы. Стадии, энергетика. Распространение и физиологи­чес­кое значение. Пентозофосфатный цикл.

91. Строение, свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена и его мобилизация. Роль инсулина, глюкагона, адреналина в метаболизме глико­гена.

92. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахари­дов. Гликогенозы и агликогенозы.

93. Липиды: определение, классификации, важнейшие функции.

94. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды и липиды мембран. Характеристика жирных кислот тканей человека.

95. Пищевые жиры и их переваривание. Липазы и фосфолипазы и их роль. Нарушение переваривания и всасывания липидов. Ресинтез триацил- глицеринов в энтероците.

96. Транспортные формы липидов крови: хиломикроны и липопротеины, особенности химического состава, строения. Взаимопревращения разных классов липопротеинов.

97. Резервирование и мобилизация жиров в жировой ткани. Регу­ля­­ция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина и глюкагона. Транспорт жирных кислот.

98. Обмен жирных кислот. b-окисление: локализация, энергетика, биологическое значение. Метаболическая судьба ацетил-КоА.

99. Биосинтез жирных кислот, компоненты, схема биосинтеза. Биосинтез ненасыщенных жирных кислот.

100. Биосинтез и использование ацетоуксусной кислоты. Физиоло­ги­ческое значение этого процесса. Кетоновые тела. Причины кетонемии и кетонурии.

101. Обмен стероидов. Холестерин, строение, роль. Представление о биосинтезе холестерина. Регуляция синтеза. Гиперхолестеринемия и ее причины.

102. Атеросклероз как следствие нарушений метаболизма холестерина и липопротеинов.

103. Основные фосфолипиды тканей человека, их физиологические функции. Биосинтез и распад фосфолипидов.

104. Основные гликолипиды тканей человека, строение, биологическая роль. Представление о биосинтезе и катаболизме гликолипидов. Сфинголипидозы.

105. Обмен безазотистого остатка аминокислот. Глюкогенные и кетогенные аминокислоты. Роль инсулина, глюкагона, адреналина и кортизола в регуля­ции обмена углеводов, жиров и аминокислот.

106. Сахарный диабет, причины возникновения. Важнейшие биохимические нарушения в обмене белков, липидов и углеводов. Изменения со стороны полости рта при сахарном диабете.

107. Химическое строение и роль основных компонентов (белков, липидов, углеводов) в функции мембран. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асиммет­рия, избирательная прони­цаемость.

108. Главные функции биомембран. Эндоцитоз и экзоцитоз, их функцио­нальное значение.

109. Механизм переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт, вторично-активный транспорт (симпорт, антипорт). Регулируемые трансмембранные каналы.

110. Биохимия крови. Особенности развития, строения и хими­чес­ко­го состава эритроцитов. Биосинтез гема. Строение молекулы гемо­­глобина.

111. Дыхательная функция крови: транспорт кислорода кровью. Карбоксигемоглобин, метгемо­гло­бин. Транспорт двуокиси углерода кровью. Анемическая гипоксия.

112. Распад гемоглобина. Образование билирубина. Обезвреживание билирубина. «Пря­мой» и «непрямой» билирубин.

113. Нарушение обмена билирубина. Желтуха (гемолитическая, обтурационная, печеночно-клеточная). Желтуха новорожденных.

114. Обмен железа. Трансферрин и ферритин. Железодефицитные анемии. Идиопатический гемохроматоз.

115. Белковый спектр плазмы крови. Альбумины и их функции. Глобулины, краткая характеристика, функции. Белки «острой фазы». Ферменты крови. Их происхождение.

116. Небелковые азотсодержащие и безазотистые вещества плазмы крови, происхождение, диагностическое значение определения.

117. Минеральные компоненты крови. Распределение между плазмой и клетками, нормальные диапазоны колебаний важнейших из них.

118. Электролитный состав жидкостей организма. Механизм поддержания объема, состава и рН жидкостей организма.

119. Буферные системы крови. Нарушения кислотно-основного состояния организма. Причины развития и формы ацидоза и алкалоза.

120. Роль почек в регуляции водно-электролитного обмена. Строение и механизм регулирующего действия вазопрессина и альдостерона.

121. Регуляция сосудистого тонуса. Краткая характеристика ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем, их взаимосвязь.

122. Свертывание крови. Внутренний и внешний механизмы сверты­ва­ния. Каскадный механизм процессов свертывания крови. Роль витамина К в свертывании крови.

123. Противосвертывающая система. Естественные антикоагулянты крови. Гемофилии.

124. Фибринолитическая система крови. Плазминоген, его активация. Нарушения процессов свертывания крови. Синдром ДВС.

125. Соединительная ткань, типы, метаболические и функциональные особенности клеток соединительной ткани.

126. Волокнистые структуры соединительной ткани. Коллаген: многообразие типов, особен­ности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры, биосинтеза.

127. Самосборка коллагеновых фибрилл. «Старение» коллагеновых волокон.

128. Эластин соединительной ткани: особенности аминокислотного состава и пространственной структуры молекулы. Неколлагеновые белки соеди­ни­тельной ткани.

129. Катаболизм коллагена и эластина. Слабость антиоксидантной системы в соединительной ткани.

130. Гликозаминогликаны и протеогликаны соединительной ткани: строение и функции.

131. Биосинтез и постсинтетическая модификация гликозоаминогликанов и протеогликанов соединительной ткани. Деградация основного вещества соединительной ткани.

132. Костная ткань: соотношение органических и минеральных компонентов, особенности метаболизма костной ткани.

133. Роль витаминов С, Д, А и К в метаболизме костной и зубной тканей. Регуляция процессов метаболизма. Остеопороз и остеомаляция.

134. Гормональная регуляция остеогенеза, ремоделирования и минерализации костной ткани.

135. Состав и метаболические особенности зрелого зуба.

136. Слюна: минеральные и органические компоненты, их биологические функции.

137. Главные группы белков слюны, их роль. Ферменты слюны. Диагностическое значение определение активности ферментов слюны.

138. Метаболические функции фтора. Пути поступления фторидов в организм и их выведение. Распределение фтора в организме.

139. Роль ионов фтора в процессах минерализации костной и зубной тканей. Токсические эффекты избытка фтора. Проявление недостаточности фтора. Применение препаратов фтора в стоматологии.

140. Роль печени в процессах жизнедеятельности. Обез­вре­жи­ваю­щая функция печени. Метаболизм обезвреживания чужеродных ве­ществ: реакции микросомального окисления и конъюгации.

141. Обезвреживание в печени шлаков, метаболитов, биологически активных веществ, продуктов гниения (примеры).

142. Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода, их действие на липиды. Перекисное окисление липидов мембран. Антиоксидантная система.

143. Представление о химическом канцерогенезе.

144. Химический состав серого и белого вещества мозга. Миелин. Строение, липидный состав.

145. Элементарные акты нервной деятельности. Роль трансмембранного градиента ионов в передаче нервного импульса.

146. Важнейшие медиаторы нервных импульсов и их рецепторы. Нейропептиды.

147. Особенности энергетического обмена в нервной ткани.

148. Химический состав мышечной ткани. Основные белки миофибрил и саркоплазмы. Роль миоглобина.

149. Механизм мышечного сокращения и расслабления. Особенности энергетического обмена в мышечной ткани.

Биохимические константы и элементы

Биохимические факторы утомления при выполнении длительных упражнений

бязательно к изображению сопряжение перекрытий с несущими стенами (опирание или примыкание), решение пола 1-го этажа, элементы покрытия видом и в сечении.

В подвале сайта необходимо структурировать все размещенные элементы, выровняв их по сетке. Данная мерапозволит подвалу сайта выглядеть более структурированным.

В своем росте государство стремится вобрать в себя наиболее ценные элементы физического окружения, береговые линии, русла рек, равнины, районы, богатые ресурсами.

Что такое биохимия? Биологическая или физиологическая биохимия - наука о химических процессах, которые лежат в основе жизнедеятельности организма и тех, что происходят внутри клетки. Цель биохимии (термин происходит от греческого слова «bios» - «жизнь») как науки - это изучение химических веществ, структуры и метаболизма клеток, природы и методов его регуляции, механизма энергетического обеспечения процессов внутри клеток.

Медицинская биохимия: суть и цели науки

Медицинская биохимия - раздел который изучает химический состав клеток человеческого организма, обмен веществ в нем (в том числе при патологических состояниях). Ведь любая болезнь, даже в бессимптомном периоде, неизбежно наложит свой отпечаток на химические процессы в клетках, свойства молекул, что отразится в результатах биохимического анализа. Без знания биохимии невозможно найти причину развития болезни и путь ее эффективного лечения.

Биохимическое исследование крови

Что такое анализ «биохимия крови»? Биохимическим исследованием крови называют один из методов лабораторной диагностики во многих областях медицины (например, эндокринология, терапия, гинекология).

Он помогает точно диагностировать болезнь и исследовать образец крови по таким параметрам:

Аланинаминотрансфераза (АлАТ, АЛТ);

Холестерин или холестерол;

Билирубин;

Мочевина;

Диастаза;

Глюкоза, липаза;

Аспартатаминотрансфераза (АСТ, АсАТ);

Гамма-глутамил транспептидаза (ГГТ), гамма ГТ (глутамилтранспептидаза);

Креатинин, белок;

Антитела к вирусу Эпштейн-Барра.

Для здоровья каждого человека важно знать, что такое биохимия крови, и понимать, что показатели ее не только дадут все данные для эффективной схемы лечения, но и помогут предупредить болезнь. Отклонения от нормальных показателей - это первый сигнал о том, что в организме что-то не так.

крови для исследования печени: значимость и цели

Кроме того, биохимическая диагностика позволит провести мониторинг динамики заболевания и результатов лечения, создать полноценную картину обмена веществ, дефицита микроэлементов работы органов. Например, обязательным анализом для людей с нарушением работы печени станет биохимия печени. Что это? Так называют биохимический анализ крови для исследования количества и качества ферментов печени. Если их синтез нарушен, то такое состояние грозит развитием болезней, воспалительных процессов.

Специфика биохимии печени

Биохимия печени - что это такое? Печень человека состоит из воды, липидов, гликогена. Ее ткани содержат минералы: медь, железо, никель, марганец, поэтому биохимическое изучение тканей печени - очень информативный и довольно эффективный анализ. Самые важные ферменты в работе печени - это глюкокиназа, гексокиназа. Наиболее чувствительны к биохимическим тестам такие ферменты печени: аланинаминотрансфераза (АЛТ), гамма-глутамил трансфераза (ГГТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), Как правило, при исследовании ориентируются на показатели этих веществ.

Для полноценного и успешного мониторинга состояния своего здоровья каждый должен знать, что такое «анализ биохимия».

Сферы исследования биохимии и важность правильной интерпретации результатов анализа

Что изучает биохимия? Прежде всего, процессы обмена веществ, химический состав клетки, химическую природу и функцию ферментов, витаминов, кислот. Оценить показатели крови по этим параметрам возможно только при условии правильной расшифровки анализа. Если все хорошо, то показатели крови по разным параметрам (уровень глюкозы, белок, ферменты крови) не должны отклоняться от нормы. В противном случае это следует расценивать как сигнал о нарушении работы организма.

Расшифровка биохимии

Как же расшифровать цифры в результатах анализа? Ниже приведена по основным показателям.

Глюкоза

Уровень глюкозы показывает качество процесса углеводного обмена. Граничная норма содержания не должна превышать 5,5 ммоль/л. Если уровень ниже, то это может свидетельствовать о сахарном диабете, эндокринных заболеваниях, проблемах с печенью. Повышенный уровень глюкозы может быть из-за сахарного диабета, физических нагрузок, гормональных лекарств.

Белок

Холестерин

Мочевина

Так называют конечный продукт распада белков. У здорового человека она должна полностью выводиться из организма с мочой. Если этого не происходит, и она попадает в кровь, то следует обязательно проверить работу почек.

Гемоглобин

Это белок эритроцитов, который насыщает клетки организма кислородом. Норма: для мужчин - 130-160 г/л, у девушек - 120-150 г/л. Низкий уровень гемоглобина в крови считают одним из показателей развивающейся анемии.

Биохимическое исследование крови на ферменты крови (АлАТ, АсАТ, КФК, амилаза)

Ферменты отвечают за полноценную работу печени, сердца, почек, поджелудочной железы. Без нужного их количества полноценный обмен аминокислот просто невозможен.

Уровень аспартатаминотрансферазы (АсАТ, АСТ - клеточного фермента сердца, почек, печени) не должен быть выше 41 и 31 ед./л для мужчин и женщин соответственно. В противном случае это может свидетельствовать о развитии гепатита, болезней сердца.

Липаза (фермент, что расщепляет жиры) играет важную роль в обмене веществ и не должен превышать значение 190 ед./л. Повышенный уровень сигнализирует о нарушении работы поджелудочной железы.

Тяжело переоценить значимость биохимического анализа на ферменты крови. Что такое биохимия и что она исследует, обязан знать каждый человек, заботящийся о своем здоровье.

Амилаза

Этот фермент содержится в поджелудочной железе и слюне. Он отвечает за расщепление углеводов и их усвоение. Норма - 28-100 ед./л. Его высокое содержание в крови может указывать на почечную недостаточность, холецистит, сахарный диабет, перитонит.

Результаты биохимического анализа крови записывают в специальный бланк, где указаны уровни содержания веществ. Нередко этот анализ назначают как дополнительный для уточнения предполагаемого диагноза. При расшифровке результатов биохимии крови учитывайте, что на них также влияет пол пациента, его возраст и образ жизни. Теперь вы знаете, что изучает биохимия и как правильно интерпретировать ее результаты.

Как правильно подготовится к сдаче крови на биохимию?

Острых болезней внутренних органов;

Интоксикации;

Авитаминоза;

Воспалительных процессов;

Для профилактики заболеваний, во время беременности;

Для уточнения поставленного диагноза.

Кровь для анализа берут рано утром, и перед приходом к врачу есть нельзя. В противном случае результаты анализа будут искажены. Биохимическое исследование покажет, насколько правильным является ваш обмен веществ и солей в организме. Кроме того, воздержитесь от питья сладкого чая, кофе, молока хотя бы за час-два до забора крови.

Обязательно ответьте себе на вопрос о том, что такое биохимия, перед сдачей анализа. Знание процесса и его значимости поможет вам правильно оценить состояние здоровья и быть компетентным в медицинских вопросах.

Как берут кровь на биохимию?

Процедура длится недолго и практически безболезненна. У человека в положении сидя (иногда предлагают прилечь на кушетку) медик берет предварительно наложив жгут. Место укола обязательно должно быть обработано антисептиком. Взятый образец помещают в стерильную пробирку и отправляют на анализ в лабораторию.

Контроль за качеством проведения биохимического исследования проводят в несколько этапов:

Преаналитический (подготовка пациента, взятие анализа, транспортировка в лабораторию);

Аналитический (обработка и хранения биоматериала, дозирование, проведение реакции, анализ результата);

Постаналитический (заполнение бланка с результатом, лабораторно-клинический анализ, отправка врачу).

Качество результата биохимии зависит от целесообразности выбранного метода исследования, компетентности лаборантов, точности мерок, техничной оснащенности, чистоты реактивов, соблюдения диеты.

Биохимия для волос

Что такое биохимия для волос? Биозавивка - это способ долгосрочного завивания локонов. Разница между обычной химической завивкой и биозавивкой принципиальна. В последнем случае не используют пероксид водорода, аммиак, тиогликолевую кислоту. Роль действующего вещества исполняет аналог цистина (биологический белок). Именно отсюда и произошло название метода укладки волос.

Несомненными плюсами можно назвать:

Щадящее действие на структуру волоса;

Смытую грань между отросшими и волосами, подвергавшимся биозавивке;

Процедуру можно повторять, не дожидаясь окончательного исчезновения ее эффекта.

Но перед походом к мастеру следует учитывать следующие ньансы:

Технология биозавивки сравнительно сложная, и нужно щепетильно подойти к выбору мастера;

Эффект недолгосрочен, около 1-4 месяцев (особенно на волосах, которые не подвергались завивке, окрашиванию, имеют плотную структуру);

Биозавивка стоит недешево (в среднем 1500-3500 р.).

Методы биохимии

Что такое биохимия и какие методы используются для исследования? Их выбор зависит от его цели и поставленных доктором задач. Они призваны изучить биохимическую структуру клетки, исследовать образец на возможные отклонения от нормы и таким образом помочь диагностировать болезнь, узнать динамику выздоровления и т. п.

Биохимия - один из самых эффективных анализов для уточнения, постановки диагноза, мониторинга лечения, определения успешной схемы терапии.

Введение.

Элементный состав организмов.

Молекулы и ионы, входящие в состав организма человека, их содержание и функции.

Уровни структурной организации химических соединений живых организмов.

Общие закономерности обмена веществ и энергии в организме человека.

Особенности протекания обменных процессов при различных состояниях организма.

Введение. Чем занимается биохимия?

Биохимия изучает химические процессы, происходящие в живых системах. Иначе говоря, биохимия изучает химию жизни. Наука эта относительно молодая. Она родилась в 20 веке. Условно курс биохимии можно разделить на три части.

Общая биохимия занимается общими закономерностями химического состава и обмена веществ разных живых существ от мельчайших микроорганизмов и кончая человеком. Оказалось, что эти закономерности во многом повторяются.

Частная биохимия занимается особенностями химических процессов, протекающих у отдельных групп живых существ. Например, биохимические процессы у растений, животных, грибов и микроорганизмов имеют свои особенности, причем, в ряде случаев очень существенные.

Функциональная биохимия занимается особенностями биохимических процессов протекающих в отдельных организмах, связанных с особенностями их образа жизни. Направление функциональной биохимии, исследующее влияние физических упражнений на организм спортсмена называетсябиохимией спорта или спортивной биохимией .

Развитие физической культуры и спорта требует от спортсменов и тренеров хороших знаний в области биохимии. Это связано с тем, что без понимания того, как работает организм на химическом, молекулярном уровне трудно надеяться на успех в современном спорте. Многие методики тренировки и восстановления базируются в наше время именно на глубоком понимании того, как работает организм на субклеточном и молекулярном уровне. Без глубокого понимания биохимических процессов невозможно бороться и допингом – злом, которое может погубить спорт.

1. Элементный состав организмов

Организм человека включает химические элементы, которые встречаются также и в неживой природе. Однако по количественному составу химических элементов живые организмы существенно отличаются от неживой природы. Так, например, количественное содержание железа и кремния в неживой природе существенно выше, чем в живых организмах. Характерной отличительной чертой живых организмов является высокое содержание углерода, что связано с преобладанием в них органических соединений.

Человеческий организм состоит из структурных элементов: С-углерод, О-кислород, Н-водород, N-азот, Ca-кальций, Mg-магний, Na-натрий, K-калий, S-сера, P-фосфор, Cl-хлор. Например, Н 2 О, молекула воды, состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. 70-80% организма человека состоит из воды. Однако жидкости в теле человека, в его клетках, его крови включают кроме воды 0,9% поваренной соли NaCl, молекула которой состоит из натрия и хлора. Все биохимические процессы происходят именно в 0,9% водном растворе поваренной соли, который называют физиологическим раствором. Поэтому даже лекарства для уколов и капельниц растворяют в физиологическом растворе.

В организме человека содержится около 3 кг минеральных веществ, что составляет 4% массы тела. Минеральный состав организма очень разнообразен и в нем можно обнаружить почти всю таблицу Менделеева.

Минеральные вещества распределены в организме крайне неравномерно. В крови, мышцах, внутренних органах содержание минеральных веществ низкое – около 1%. А вот в костях на долю минеральных веществ приходится около половины массы. Эмаль зубов на 98% состоит из минеральных веществ.

Формы существования минеральных веществ в организме также разнообразны.

Во-первых в костях они встречаются в форме нерастворимых солей.

Во-вторых, минеральные элементы могут входить в состав органических соединений.

В-третьих, минеральные элементы могут находиться в организме в виде ионов.

Суточная потребность в минеральных веществах невелика и поступают они в организм с пищей. Их количества обычно в пище достаточно. Однако в редких случаях их может не хватать. Например, в некоторых местностях не хватает йода, в других избыток магния и кальция.

Выводятся из организма минеральные вещества тремя путями в составе мочи, кишечником – в составе кала и с потом – кожей.

Биологическая роль этих веществ этих веществ очень разнообразна.

В организме человека и животных обнаружен около 90 элементов таблицы Д.И. Менделеева. Биогенные химические элементы – химические элементы, присутствующие в живых организмах. По количественному содержанию их принято подразделять на несколько групп:

Макроэлементы.

Микроэлементы.

Ультрамикроэлементы.

Если массовая доля элемента в организме превышает 10 -2 %, то его следует считатьмакроэлементом . Долямикроэлементов в организме составляет 10 -3 -10 -5 %. Если содержание элемента ниже 10 -5 %, его считаютультрамикроэлементом . Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами.

Минеральные вещества в организме человека находятся в разном состоянии. В соответствии с этим проявляется и их дей­ствие.

Одна из форм - это когда они являются составной частью органических веществ. Так, например, сера вхо­дит в состав аминокислот цистеина и метионина, железо являет­ся составной частью гемоглобина, йод - гормона щитовидной железы - тироксина, фосфор присутствует в разнообразных ор­ганических соединениях - ATФ, АДФ, других нуклеотидах, нук­леиновых кислотах, фосфатидах (лецитины и кефалины), раз­личных эфирах с гексозами, триозами и т. д.

Вторая форма - это прочные нерастворимые от­ложения солей углекислого, фосфорнокислого кальция и маг­ния, фтористых и других солей в твердых тканях - в костях, зу­бах, рогах, копытах, пере и т. д. Они составляют их минераль­ный остов.

И третья форма - минеральные вещества, растворённые в тканевых жидкостях. Эта группа мине­ральных веществ обеспечивает ряд условий, необходимых для сохранения процессов жизнедеятельности организма. К числу этих условий относятся осмотическое давление, реакция среды, коллоидное состояние белков, состояние нервной системы и т. д. Эти условия в свою очередь зависят от количества минеральных элементов, их соотношения и качественных особенностей по­следних.

Все многообразие веществ животного и растительного мира построено из сравнительно небольшого количества исходных составных частей. Это химические элементы и химические вещества. Из 107 известных химических элементов в живых организмах обнаружено 60, однако в концентрациях, позволяющих не считать этот элемент случайной примесью, только 22. Все химические элементы, встречающиеся в живых организмах, в соответствии с их концентрацией в клетках делят на три группы:

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

На их долю приходится более 0,01%. Количество макроэлементов показано в таблице; Микроэлементы: Fe, Mg, Zn, Cu, Co, J, Br, V, F, Mo, Al, Si и др.

На их долю приходится от 0,01 до 0,000001%;

Ультрамикроэлементы: Hg, Au, Ag, Ra и др. На их долю приходится менее 0,000001%.

Элементы

Макроэлементы составляют около 99,9% массы клетки и могут быть подразделены на две группы.Главные биогенные химические элементы (кислород, углерод, водород, азот) составляют 98% от массы всех живых клеток. Они составляют основу органических соединений, а также образуют воду, которая присутствует во всех живых системах в значительных количествах.Во вторую группу макроэлементов входят фосфор, калий, сера, хлор, кальций, магний, натрий, железо, в сумме составляющие 1,9%. Они крайне важны для обеспечения жизнедеятельности организмов, без них невозможно существование любых живых существ.

Натрий и калий находятся в организме в виде ионов. Ионы натрия содержатся вне клеток, а ионы калия сосредоточены внутри клетки. Эти ионы играют важную роль в создании осмотического давления и клеточного потенциала, необходимы для нормальной работы миокарда.

Калий . Около 90% калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов;регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а, следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функционирования ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000-4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени. Калий не является дефицитным нутриентом в питании, и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме появляется при нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды (100 - 600 мг/100 г продукта). Меньше калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта (100 - 200 мг/100 г).

Натрий содержится во всех тканях и биологических жидкостях организма. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови;в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов.

Кальций и магний находятся в основном в косной ткани в виде нерастворимых солей. Эти соли придают костям твердость. Кроме того в ионном виде они играют важную роль в сокращении мышц.

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда толстого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1: 0,5. Наиболее крепкие кости получаются при соотношении Ca:P - 1:1,7.Приблизительно такое соотношение в клубнике и грецких орехах.Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать возникновению почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1:1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывает фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей и подростков - 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз - деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит.

Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог (100-1000 мг/100 г продукта), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах (20-40 мг/100 г продукта).

Магний. ,

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений. У человека недостаток ионов магния, обусловленный характером питания, крайне маловероятен. Однако большие потери этого элемента могут происходить при диарее

Фосфор играет в организме важную роль. Он является составной частью солей, входящих в кости. Фосфорная кислота играет исключительно важную роль в энергетическом обмене. Фосфор. Фосфор входит в состав всех тканей организма, особенно мышц и мозга. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ.

В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, остальной фосфор входит в состав мягких тканей и жидкостей. В мышцах происходит наиболее интенсивный обмен соединений фосфора. Фосфорная кислота участвует в построении молекул многих ферментов, нуклеиновых кислот и т. д.

При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры - разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечается потеря аппетита, апатия.

Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг. Она возрастает при больших физических или умственных нагрузках, при некоторых заболеваниях.

Большое количество фосфора содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Его содержание в этих продуктах составляет от 100 до 500 мг в 100 г продукта. Богатым источником фосфора являются крупы (овсяная, перловая), в них содержится 300-350 мг фосфора/100 г. Однако из растительных продуктов соединения фосфора усваиваются хуже, чем при потреблении пищи животного происхождения.

Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую очередь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот(метионина и цистина), а также является составной частью некоторых гормонов и витаминов.

Как компонент серосодержащих аминокислот сера участвует в процессах белкового обмена, причем потребность в ней резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующиеся ткани, а также при воспалительных процессах. Серосодержащие аминокислоты, особенно в сочетании с витаминами С и Е, оказывают выраженное антиоксидантное действие. Наряду с цинком и кремнием сера определяет функциональное состояние волос и кожи.

Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Интересна способность хлора отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах. Выделение хлора из организма происходит главным образом с мочой (90%) и потом.

Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия при добавлении его в пищу.

Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм организма. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе холестерина).

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Ежедневная потребность в магнии точно не определена; считают, однако, что доза 200-300 мг/сут предотвращает проявление недостаточности (предполагается, что всасывается около 30% магния).

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций.

Железо входит в составгема, составной части гемоглобина. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствует щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин В 12 .Усвоению железа способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона.

Недостаток железа в организме может привести к развитию анемии, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, то есть фундаментальные процессы обеспечивающие жизнь. Развитию железодефицитных состояний способствуют: недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно В 12 , фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери. Потребность взрослого человека в железе (14 мг/сут) с избытком удовлетворяется обычным рационом.Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соединения и снижают его ассимиляцию организмом.

Железо - широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах, мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах. Однако в легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/100 г продукта), яичном желтке.

Микроэлементы (марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, фтор) составляют менее 0,1% от массы живых организмов. Однако эти элементы необходимы для жизни организмов. Микроэлементы содержатся в сверхмалых концентрациях. Их потребность в сутки составляет микрограммы, то есть миллионные доли грамма. Из них есть незаменимые и условно незаменимые.

Незаменимые: Ag-серебро, Co-кобальт, Cu-медь, Cr-хром, F-фтор, Fe - железо, I -йод, Li - литий, Mn - марганец, Mo - молибден, Ni - никель, Se - селен, Si - кремний, V - ванадий, Zn - цинк.

Условно незаменимые: B - бор, Br - бром.

Возможно незаменимые: Al - алюминий, As - мышьяк, Сd - кадмий, Pb - свинец, Rb - рубидий.

Марганец оказывает благоприятное воздействие на нервную систему, способствует выработке нейромедиаторов - веществ, ответственных за передачу импульсов между волокнами нервной ткани, также способствует нормальному развитию костей, укрепляет иммунную систему, способствует нормальному протеканию пищеварительного процесса инсулинового и жирового обменов. К тому же, процесс обмена витаминов А, С и группы В может нормально происходить только в том случае, когда в организме присутствует достаточное количество марганца. Благодаря марганцу обеспечивается нормальный процесс образования и роста клеток, рост и восстановление хрящей, быстрейшее заживление тканей, хорошая работа головного мозга и правильный обмен веществ, обладает отличными антиоксидантными свойствами. Этот элемент регулирует баланс сахара в крови, а также способствует нормальному процессу образования молока у кормящих женщин. Оптимальное содержание марганца можно обеспечить благодаря употреблению сырых овощей, фруктов и зелени.

Роль меди в организме огромна. Прежде всего, она принимает активное участие в построении многих необходимых нам белков и ферментов, а также в процессах роста и развития клеток и тканей. Медь необходима для нормального процесса кроветворения и работы иммунной системы.Медь - входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Цинк - входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в составинсулина

Кобальт влияет на физиологическое и патофизиологическое состояние организма человека. Есть сведения о влиянии его на метаболизм углеводов и липидов, на функцию щитовидной железы, состояние миокарда. В состав витамина В12 входит кобальт.

Для организма человека и животных никель – необходимый питательный элемент, но учёные немного знают о его биологической роли. В животных и растительных организмах он участвует в ферментативных реакциях, а у птиц накапливается в перьях. У нас он содержится в печени и почках, поджелудочной железе, гипофизе и лёгких. Никель влияет на процессы кроветворения, сохраняет структуру нуклеиновых кислот и клеточных мембран; участвует в обмене витаминов С и В12, кальция и других веществ.

Йод очень важен для нормального роста и развития детей и подростков: он участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка, стимулирует умственные способности, улучшает работоспособность и уменьшает утомляемость. В организме йод участвует в процессе синтеза тироксина и трийодтиронина – гормонов, необходимых для нормальной работы щитовидной железы.

Фтор нужен для формирования эмали зубов, йод входит в состав гормонов щитовидной железы, кобальт является составной частью витамина В12.

К ультрамикроэлементам относятся большое количество химических элементов (литий, кремний, олово, селен, титан, ртуть, золото, серебро и многие другие), которые суммарно составляют менее 0,01% массы клетки. Для ряда из ультрамикроэлементов установлено их биологическое значение, для других нет. Возможно накопление некоторых из них в клетках и тканях человека и других организмов является случайным и связано с антропогенным загрязнением окружающей среды. С другой стороны, возможно, что биологическое значение ряда ультрамикроэлементов еще не выявлено.

Литий способствует снижению нервной возбудимости, улучшает общее состояние при заболеваниях нервной системы, оказывает антиаллергическое и антианафилактическое действие, имеет некоторое влияние на нейроэндокринные процессы, принимает участие в углеводном и липидном обменах, повышает иммунитет, нейтрализует действие радиации и солей тяжелых металлов на организм, а также действие этилового спирта.

Кремний участвует в усвоении организмом более 70 минеральных солей и витаминов, способствует усвоению кальция и росту костей, предупреждает остеопороз, стимулирует иммунную систему. Кремний необходим для здоровья волос, улучшает состояние ногтей и кожи, укрепляет соединительные ткани и сосуды, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, укрепляет суставы - хрящи и сухожилия.

Известно, что олово улучшает процессы роста, является одним из составляющих желудочного фермента гастрина, воздействует на активность флавиновых ферментов (биокатализаторы некоторых окислительно-восстановительных реакций в организме), играет существенную роль в правильном развитии костных тканей.

Селен - участвует в регуляторных процессах организма. Селен, входя в состав фермента глютатионпероксидазы препятствует оседанию тромбов на стенках сосудов, благодаря чему является антиоксидантом и препятствует развитию атеросклероза. Не так давно выяснено, что недостаток селена приводит к развитию онкологических заболеваний.

Титан является постоянной составной частью организма и выполняет определенные жизненно важные функции: повышает эритропоэз, катализирует синтез гемоглобина, иммуногенез, стимулируют фагоцитоз и активируют реакции клеточного и гуморального иммунитета.

Ртуть обладает определенным биотическим эффектом и оказывает стимулирующее действие на процессы жизнедеятельности (в количествах, соответствующих физиологическим, т. е. нормальным для человека, концентрациям). Есть сведения о присутствии ртути в ядерной фракции живых клеток и о значении этого металла в реализации информации, заложенной в ДНК, и ее передаче при помощи транспортных РНК. Говоря проще, полное удаление ртути из организма, видимо, нежелательно, и те самые 13 мг, «заложенные» в нас природой, должны всегда содержаться в человеке (что, кстати, вполне согласуется с упомянутым выше законом Кларка-Вернадского о всеобщем рассеянии элементов).

Золото и серебро оказывают бактерицидное воздействие Многие микроэлементы и ультрамикроэлементы в больших количествах токсичны для человека.

Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, что приводит к развитию ряда заболеваний. Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается зубная эмаль, дефицит йода в пище и воде приводит к заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, минеральные вещества очень важны для устранения и профилактики ряда заболеваний.

В представленных таблицах приведены характерные (типичные) симптомы при дефиците различных химических элементов в организме человека:

В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 5.2). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержание в нем находится в относительном постоянстве.

Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна, несмотря на то, что они не являются обязательным компонентом питания. Минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. Они входят в состав сложных органических соединений (например, гемоглобина, гормонов, ферментов), являются пластическим материалом для построения костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

Ионы макро -и микроэлементов активно транспортируютсяферментами через клеточную мембрану. Только в составе ферментов ионы макро- и микроэлементы могут выполнять свою функцию. Поэтому пищевые продукты и лекарственные травы предпочтительнее химиотерапевтическим препаратам для лечения гипомикроэлементоза. К тому же, если учесть, что из продуктов и растений человеческий организм берет микроэлемента ровно столько, сколько ему нужно, это помогает избежать гипермикроэлементоза. А превышение макро- и микроэлементов в организме бывает гораздо опаснее, чем их недостаток. При применении химических препаратов кальция типичным является отложение кальция в молочных железах, желчном пузыре, печени, почках, в общем, везде, где угодно, но не в костях

Ферменты - это маленькие частицы, которые активно обеспечивают работу всех функциональных систем. Они производят пищеварение, например, амилаза (диастаза) слюны переваривает крахмалы картофеля и злаков, липаза поджелудочной железы переваривает жиры, химотрипсин переваривает белки и т.д. Кроме того, ферменты «перетягивают» нужные вещества через клеточные мембраны, например, в почках осуществляется активный транспорт ионов кальция, натрия, хлора и других, а, следовательно, они регулируют кальциевый состав костей и артериальное давление. Фермент лизоцим «убивает» вредные микробы. Фермент цитохром Р-450 участвует во многих биохимических реакциях, например, разлагает химические лекарства и выводит их из клеток, окисляет холестерин до стероидных гормонов (т.е. производит гормоны) и т.д. Этих маленьких работяг, - ферментов, - в организме тысячи видов, и нет никаких биохимических и физиологических преобразований, в которых они бы не участвовали. Как и функциональный элемент микроциркуляции органа, так ифермент - это первичный элемент, первооснова любых процессов, и это должно всегда учитываться в лечении болезни. Очень важно знать, что в химическом лекарстве нет ферментов, а в травах и продуктах они есть. Например, корни хрена содержат фермент лизоцим. Кроме того, ферменты есть в меде, например, инвертаза, диастаза, каталаза, фосфатаза, пероксидаза, липаза и т.д. Мед нежелательно растапливать и нагревать выше 38 0 , потому что тогда ферменты распадаются.

В состав фермента входит несколько молекул белка, соединенных между собой и представляющих в микромире огромный размер и две маленьких части, одна из них - витамин, вторая - микроэлемент. Именно потому лечение травами предпочтительнее химии, что трава содержит и белки, и витамины, и микроэлементы, - этот гармоничный состав фермента создан Творцом. В натуральных продуктах, например, в меде, содержатся все 22 незаменимые аминокислоты, которые нужны для синтеза белков. В меде имеются макроэлементы, все незаменимые микроэлементы кроме фтора, йода и селена, а также почти все условно незаменимые микроэлементы. И наоборот, химические лекарства, вырабатываемые промышленностью, особым непостижимым образом связаны с отцом промышленности Каином. И следствием подобной связи является лишение фармакологических средств, состоящих из одной химической формулы, всего богатства мира, созданного Творцом, одной из маленьких трудолюбивых первочастиц которого являетсяфермент .