Лекції по біохімії






    Головна сторінка


:)



Скачати 307.1 Kb.
Дата конвертації21.05.2017
Розмір307.1 Kb.
Типлекція
:)
  1. Тема 1. Хімічний склад організму людини.

1. Яка структура живої клітини, і яким чином вона організована для виконання

Складається з гликокаликса, плазмалемми і розташованого під нею кортикального шару цитоплазми. Плазматична мембрана називається також плазмалеммой, зовнішньої клітинної мембраною. Це біологічна мембрана, товщиною близько 10 нанометрів. Забезпечує в першу чергу розмежувальну функцію по відношенню до зовнішньої для клітини середовищі. Крім цього вона виконує транспортну функцію. На збереження цілісності своєї мембрани клітина не витрачає енергії: молекули утримуються за тим же принципом, за яким утримуються разом молекули жиру - гідрофобним частинам молекул термодинамічно вигідніше розташовуватися в безпосередній близькості один до одного. Гликокаликс є «заякоренних» в плазмалемме молекули олігосахаридів, полісахаридів, глікопротеїнів і гліколіпідів. Гликокаликс виконує рецепторну і маркерну функції. Плазматична мембрана тваринних клітин в основному складається з фосфоліпідів і ліпопротеїдів зі вкрапленнями в неї молекулами білків, зокрема, поверхневих антигенів і рецепторів. У кортикальному (прилеглому до плазматичної мембрани) шарі цитоплазми знаходяться специфічні елементи цитоскелета - впорядковані певним чином Актинові мікрофіламенти. Основний і найважливішою функцією кортикального шару (кортекса) є псевдоподіальние реакції: викидання, прикріплення і скорочення псевдоподий. При цьому мікрофіламенти перебудовуються, подовжуються або коротшають. Від структури цитоскелета кортикального шару залежить також форма клітини (наприклад, наявність мікроворсинок).

2. Яким чином клітини діляться, виробляючи ідентичні дочірні клітини? Що являє собою хімія спадковості? Що таке ген і як він функціонує?

Всі клітини з'являються шляхом ділення батьківських клітин. Більшості клітин властивий клітинний цикл, що складається з двох основних стадій: інтерфази і мітозу. Интерфаза складається з трьох етапів. Протягом 4-8 годин після народження клітина збільшує свою масу. Деякі клітини (наприклад, нервові клітини мозку) назавжди залишаються в цій стадії, у інших же протягом 6-9 годин подвоюється хромосомная ДНК. Коли маса клітини збільшується в два рази, починається мітоз. У типовій тваринної клітині мітоз відбувається наступним чином. У профазу центриоли подвоюються, дві утворилися центриоли починають розходитися до різних полюсів клітини. Ядерна мембрана руйнується. Спеціальні мікротрубочки шикуються від однієї центріолі до іншої, утворюючи веретено поділу. Хромосоми роз'єднуються, але все ще залишаються попарно зчепленими. Наступна після профази стадія називається Метафаза. Хромосоми, їх вабить нитками веретена, шикуються в екваторіальній площині клітини. Центромери, що скріплюють хромосоми, діляться, після чого дочірні хромосоми повністю роз'єднуються. В стадії анафази хромосоми переміщуються до полюсів клітини. Коли хромосоми досягають полюсів, починається телофаза. Клітина ділиться надвоє в екваторіальній площині, нитки веретена руйнуються, навколо хромосом формуються ядерні мембрани. Кожна дочірня клітина отримує власний набір хромосом і повертається в стадію інтерфази. Весь процес займає близько години.

Хімія спадковості:

У процесі реплікації ДНК на кожній вихідної ланцюга синтезується комплементарна дочірня ланцюг. Різноманітні ферменти діють узгоджено, розкручуючи витки ДНК, розплітаючи подвійну спіраль і додаючи нові підстави до кожної з двох споруджуваних дочірніх ланцюгів. Генетична інформація передається за допомогою інформаційної (матричної) РНК. Довгі молекули мРНК синтезуються за принципом комплементарності на одного ланцюга ДНК, а потім переносяться на цитоплазматичні рибосоми. Цей процес називають транскрипцією; він знаходиться під жорстким генетичним контролем. Послідовність з трьох нуклеотидів в молекулі мРНК кодує специфічну амінокислоту. На рибосомах мРНК взаємодіє з маленькими молекулами - транспортними РНК, які пов'язані з певними амінокислотами. Кожна тРНК має послідовність з трьох підстав (антикодон), комплементарних кодону мРНК. Молекула тРНК зв'язується з допомогою комплементарного антикодону з мРНК, а доставлена ​​нею амінокислота зв'язується з кінцем зростаючої поліпептидного ланцюга. Таким чином, амінокислота тепер з'єднана з білкової ланцюгом пептидного зв'язком, утвореної за допомогою спеціальних ферментів. Процес синтезу білка називають трансляцією. Кожна з 20 амінокислот кодується кодонів підстав (кодоном) в мРНК. Послідовність амінокислот у білку визначена послідовністю кодонів в молекулі мРНК, яка і управляє синтезом цього конкретного білка. В кінцевому рахунку послідовність кодонів мРНК залежить від послідовності основ ДНК, з якої мРНК була транскрибуватися. Більшості амінокислот відповідають три або чотири альтернативних кодону, кожному з яких відповідає своя тРНК. Не весь генетичний матеріал несе інформацію про амінокислотної послідовності білків. Велика частина генетичної інформації ядерної мРНК еукаріотів транскрибуватися з фрагментів ДНК, названих интронами; ці фрагменти вирізаються з мРНК до того, як вона потрапить в цитоплазму. Решта фрагменти мРНК, транскрибоване з ділянок ДНК, які називаються екзонами, зшиваються в ядрі до виходу мРНК в цитоплазму.

ген:

Ген - це ділянка молекули дезоксірібояуклеіновой кислоти - ДНК), який визначає порядок розташування амінокислот в первинній структурі будь-якого з білків живої клітини і тим самим обумовлює формування ознак організму.

3. У живій клітині протікають тисячі різних хімічних реакцій, кожна з яких каталізується специфічними ферментами. Яким же чином досягається їх гармонійна синхронізація?

Очевидно, що клітці вигідно здійснювати реакції, які постачають енергію, зі швидкостями, відповідними її енергетичним потребам, і виробляти моно вимірні одиниці (амінокислоти, нуклеотиди, цукру) зі швидкостями, що відповідають потребам в цих з'єднаннях для синтезу біополімерів {білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів) . Механізми, завдяки яким здійснюється таке регулювання, стали предметом дослідження біохіміків відносно недавно. Хоча деякі деталі залишаються нез'ясованими, вдалося встановити загальні принципи регуляторних механізмів; приклади регулювання швидкості ферментативних перетворень можна знайти в різних розділах цієї книги. Сюди відносяться механізми, подібні системам позитивної та негативної зворотного зв'язку в інженерної електроніці; вони реалізуються при функціонуванні ряду ферментів, які беруть участь в процесах біосинтезу; при цьому забезпечується постійний потік, але не надлишок необхідних проміжних продуктів. В інших випадках регулювання здійснюється шляхом репресії або дерепрессии процесу утворення ферментів біосинтезу.

4. Як організм регулює обсяг і склад рідких середовищ, пов'язаних із клітинами, і крові, що забезпечує зв'язок між ними?

Підтримка клітинного гомеостазу. Клітина здатна підтримувати відносну сталість свого внутрішнього середовища, тобто клітинний гомеостаз. Основну роль в цьому процесі відіграють цитоплазма клітини і її мембрана. Наприклад, колоїдно-осмотичний тиск клітини підтримується за рахунок певного змісту білків, амінокислот, гідратованих іонів і води. Активна реакція цитоплазми (рН) зберігається на відносно сталому рівні завдяки наявності буферних систем клітини, зокрема буферної системи гемоглобіну. Клітинна мембрана виконує в цьому випадку бар'єрну функцію, запобігаючи істотні зрушення клітинного гомеостазу.

Натрій, а також аніони хлору і гідрокарбонату - основні іони позаклітинної рідини. Вони є основними факторами, що визначають осмоляльність позаклітинної рідини. Основні внутрішньоклітинні аніони - фосфати і органічні аніони. Внутрішньоклітинна рідина - рідка фаза цитоплазми і ядра, вода якої становить приблизно 30-40% маси тіла. Через неї здійснюються процеси клітинного метаболізму. Позаклітинна рідина становить 20% маси тіла. Плазма - рідке міжклітинний речовина крові, в якому знаходяться білки і формені елементи - еритроцити, тромбоцити і лейкоцити. Вміст білка в плазмі близько 70 г / л, а на частку «чистої» води припадає 0,3% обсягу. Інтерстиційна (тканинна, міжклітинна) рідина становить 15% маси тіла, є безпосередньою живильним середовищем органу (мікросередовище). Склад і властивості мікросередовища специфічні для окремих органів і відповідають їх структурно-функціональних особливостей. За визначенням К. Бернар тканинна рідина - це «внутрішнє море», в якому активно живуть клітини. Лімфа є по суті складовою частиною і похідною тканинної рідини. Вона переносить крупномолекулярні білки, частково жири і вуглеводи.

5. За допомогою, яких механізмів клітини "дізнаються" один одного?

Клітини здатні вступати у взаємодії, утворюючи міжклітинні контакти, в яких основна роль належить клітинній мембрані.

За функціональним значенням для клітини виділяють такі різновиди контактів: щільні замикають (ізолюючі), механічні, хімічні і синаптичні.

Щільний замикаючий контакт, що утворюється в результаті злиття ділянок плазмолеми або інтегральних білків мембран двох сусідніх клітин, може мати значну протяжність. Призначення контакту - просте механічне поєднання клітин. Область контакту непроникна для макромолекул та іонів і тому виконує роль функціонального бар'єру.

До механічних контактів відносяться простий - зближення клітин на 15 нм (епітелій шкіри - 20 нм); пальцевидного з'єднання і більш складно організована десмосоми протяжністю 0,5 мкм, що характеризується високою електронною щільністю. Якщо в перших двох з них взаємодіють тільки зовнішні шари клітинної оболонки (гликокаликс), то в області десмосоми між мембранами сусідніх клітин з гли-кокалікса формується центральна пластинка, пов'язана з мембранами контактують клітин системою поперечних фібрил, орієнтованих від мембрани в матрикс клітини.

Хімічний контакт (щельовідні контакт, або нексус) має протяжність 0,5-3 мкм; при цьому плазматичні мембрани сусідніх клітин розділені проміжком 2-3 мкм. Щельовідні контакт, так само як і щільний, утворений «слипанием» інтегральних білків мембран контактують клітин; пропускає речовини, в основному низькомолекулярні (дрібні молекули) і іони, з клітки в клітку. У серцевому м'язі за допомогою нексусов передається потенціал дії.

Синаптичних контакт - область з'єднання нервового волокна і ефекторних клітини, розділених синаптичної щілиною; здійснює односторонню передачу збудження або гальмування. Тип контакту характерний для нервових клітин (мозок), для нервових закінчень з ефекторних клітиною (нервово-м'язові, нервово-епітеліальні синапси).

Згідно з моделлю Сінгера- Ніколсона, фосфоліпіди утворюють подвійний переривчастий шар.В цей шар включені білки, полярні групи яких зберігають контакт з водною фазою. Деякі білки пронизують мембрану наскрізь, інші занурені в ліпідний бішар наполовину і мають форму ос-спіралі. Частина білків пов'язана один з одним; інші, подібно гідратованим іонів, в більшій чи меншій мірі оточені ліпідами. Розподілені білки нерівномірно: на внутрішній поверхні мембрани їх більше. Одні з них є іонними каналами, інші (наприклад, глікопротеїни) містять бічні ланцюги глікозаміногліканів, які беруть участь у впізнавання клітинами один одного і в міжклітинних взаємодіях.

Розподіл фосфоліпідів також неоднорідне: холінсодержащіе розташовані в основному на зовнішній стороні мембрани, а містять аміногрупу - на внутрішній. Внутрішні ділянки хвостів молекул фосфоліпідів не обмежені в своєму русі і відповідальні за плинність мембрани.

У тій або іншій кількості в мембрані присутній холестерол, молекули якого впритул примикають до голівок фосфоліпідів і фіксують прилеглі до них ділянки «хвостів». Мембрана містить також воду і неорганічні компоненти.

Гликокаликс. Поверхня мембрани покрита глікокал іксом - тривимірної мережею ниток гликозаминогликанов, з'єднаних між собою за допомогою кальцієвих містків. Гликокаликс забезпечує механічну міцність мембрани, бере участь в міжклітинних взаємодіях, рецепції, імунологічному диференціюванні, розділяє молекули речовин, що контактують з кліткою, по величині і заряду. До складу Глік-калікс входять ферментні транспортні системи і спеціальні оліго- пептиди типу адгезінов. Внаслідок цього гликокаликс виконує роль спе ціального клітинного бар'єру, на рівні якого відбувається впізнавання клітиною «свій-чужий» і регулюється проникність різних речовин.

6.Можно чи описати форми поведінки на мові хімії?

З появою в процесі еволюції нервових клітин і подальшим розвитком примітивною нервової системи, а потім високоорганізованого мозку у Homo sapiens формувалися все більш складні форми поведінки. Відповіді на збуджуючі стимули, які здійснюються у більшості видів за участю нервових клітин, є зумовленими і видоспецифічні, наприклад плетіння павутини, шлюбні танці птахів. Очевидно, що пізнавальні здібності властиві лише обмеженому числу видів. Разом з тим можна сформулювати ряд фундаментальних питань, що відносяться до функціонування нервових клітин всіх видів. Які хімічні процеси лежать в основі проведення імпульсу по нервовому аксону, забезпечують передачу стимулюють або гальмують сигналів між нервовими клітинами і між нервовими і м'язовими клітинами? Якщо дана нервова клітина утворює з іншими клітинами численні контакти, за якими надходять як стимулюючі, так і гальмують імпульси, то яким чином отримується «інформація» підсумовується для формування остаточного «рішення»? Сума розглянутих вище найпростіших елементів активності нервової системи формує «поведінку». Уявлення про хімічних основах перетворення такої активності в спостерігається поведінка, процес пізнання і т. Д. Вельми фрагментарні. Поки що дуже мало даних, що дозволяють зрозуміти природу процесів, що інтегрують функції нервової та ендокринної систем; значні зусилля експериментаторів спрямовані на виявлення можливих хімічних основ пам'яті. Хоча біохіміки визнають, що «розум» і «особистість» - це вираз особливостей хімічної структури і метаболізму мозку, розуміння цих феноменів представляється справою віддаленого майбутнього.

7. Які чином потенційна енергія, що звільняється при окисленні речовин, що містяться в їжі, використовується для реалізації безлічі процесів, що протікають в живій клітині зі споживанням енергії?

Серед таких процесів назвемо лише синтез сотень нових видів молекул, накопичення в клітині неорганічних іонів і органічних сполук (проти градієнтів концентрації) і здійснення механічної роботи. Проста аналогія між «спалюють» їжу тваринами і тепловими машинами, які спалюють паливо, виявляється неприйнятною, так як теплова енергія не може бути використана для корисної роботи при постійній температурі. З'ясування біологічного шляхи вирішення цієї проблеми, яка полягає в сполученні окислення вуглеводів і жирів з синтезом одного з'єднання, аденозинтрифосфату і в подальшому використанні енергії цього з'єднання практично для всіх ендергонічеськие процесів, є.

Тема 2. Білки.

1. Напишіть формули амінокислот: гліцину, серину, цистеїну, аспарагінової кислоти, лізину, фенілаланіну і проліну.

Гліцин - NH3-CH3-COOH;

Серін - HO2CCH (NH3) CH3OH;

Цистеїн - HO2CCH (NH3) CH3SH;

Аспарагінова кислота - HO2CCH (NH3) CH3CO2H;

Лізин - HO2CCH (NH3) (CH3) 4NH3;

фенілаланін -

;

пролин -

.

2. Розгляньте рівні організації білкових молекул:

а) первинна структура; б) вторинна структура;

в) третинна структура; г) четвертинна структура.

а). Первинною, найпростішою структурою є поліпептидний ланцюг, т. Е. Нитку амінокислот, пов'язаних між собою пептидними зв'язками. У первинній структурі всі зв'язки між амінокислотами є ковалентними і, отже, міцними.

б). Наступний, більш високий рівень організації - це вторинна структура, коли білкова нитка закручена у вигляді спіралі. Між групами СООН, що знаходяться на одному витку спіралі, і групами -NH3 на іншому витку утворюються водневі зв'язку. Вони виникають на основі водню, найчастіше знаходиться між двома негативними атомами. Водневі зв'язки слабкіше ковалентних, але при великому їх числі забезпечують освіту досить міцної структури. Нитка амінокислот (поліпептид) далі згортається, утворюючи клубок, або фибриллу або глобулу, для кожного білка специфічну. Таким чином, виникає складна конфігурація, звана третинну структуру.

в). Визначення її виробляють зазвичай за допомогою методу рентгеноструктурного аналізу, який дозволяє встановити положення в просторі атомів і груп атомів в кристалах і складних з'єднаннях. Зв'язки, що підтримують третинну структуру білка, також слабкі. Вони виникають, зокрема, внаслідок гідрофобних взаємодій. Це сили тяжіння між неполярними молекулами або між неполярними ділянками молекул у водному середовищі. Гідрофобні залишки деяких амінокислот у водному розчині зближуються, "злипаються" і стабілізують, таким чином, структуру білка. Крім гідрофобних сил, в підтримці третинної структури білка істотну роль відіграють електростатичні зв'язки між електронегативними і електропозитивні радикалами амінокислотних залишків. Третинна структура підтримується також невеликим числом ковалентних дисульфідних -SS-зв'язків, що виникають між атомами сірки серусодержащих амінокислот. Треба сказати, що і третинна; структура білка не є кінцевою. До макромолекулі білка нерідко виявляються приєднаними макромолекули такого ж білка або молекули інших білків. Наприклад, складна молекула гемоглобіну - білка, що знаходиться в еритроцитах, складається з чотирьох макромолекул глобинов: двох альфа-ланцюгів і двох бета-ланцюгів, кожна з яких з'єднана з залізовмісних гемом. В результаті їх об'єднання утворюється функціонуюча молекула гемоглобіну. Тільки в такій упаковці гемоглобін працює повноцінно, т. Е. Здатний переносити кисень.

г). Завдяки поєднанню кількох молекул білків між собою утворюється четвертинна структура. Якщо пептидні ланцюга покладені як клубка, то такі білки називаються глобулярними. Якщо поліпептидні ланцюга покладені в пучки ниток, вони звуться фібрилярних білків. Починаючи з вторинної структури просторовий устрій (конформація) макромолекул білка, як ми з'ясували, підтримується в основному слабкими хімічними зв'язками. Під впливом зовнішніх факторів (зміна температури, сольового складу середовища, рН, під дією радіації та інших факторів) слабкі зв'язки, що стабілізують макромолекулу, рвуться, і структура білка, а отже, і його властивості змінюються. Цей процес називається денатурацією. Розрив частини слабких зв'язків, зміни конформації і властивостей білка відбуваються і під дією фізіологічних чинників (наприклад, під дією гормонів). Таким чином регулюються властивості білків: ферментів, рецепторів, транспортерів. Ці зміни структури білка зазвичай легко оборотні. Розрив великого числа слабких зв'язків веде до денатурації білка, яка може бути незворотною (наприклад, згортання яєчного білка при кип'ятінні яєць). Іноді і денатурація білка має біологічний сенс. Наприклад, павук виділяє крапельку секрету і приклеює її до якої-небудь опори. Потім, продовжуючи виділяти секрет, він злегка натягує ниточку, і цього слабкого натягу виявляється досить, щоб білок денатурований, з розчинної форми перейшов в нерозчинну, і нитка придбала міцність.

I, II, III, IV-первинна, вторинна,

третинна, четвертинна структури

3. Опишіть фізико - хімічні властивості білкових молекул.

Класифікація та функції білків.

1. Принципи класифікації білків:

В даний час ще не розроблена струнка система номенклатури і класифікації білків. Відповідно до функціонального принципу розрізняють 12 основних класів білків:

Ферменти - білки, що володіють каталітичною активністю.

Гормони - біологічно активні сигнальні хімічні речовини, що виділяються ендокринними залозами безпосередньо в організмі і надають дистанційне складне і багатогранне вплив на організм в цілому або на певні органи і тканини-мішені.

Транспортні білки - збірна назва великої групи білків, що виконують функцію перенесення різних лігандів як через клітинну мембрану або всередині клітини (у одноклітинних організмів), так і між різними клітинами багатоклітинного організму. Транспортні білки можуть бути як інтегрованими в мембрану, так і водорозчинними білками, секретується з клітини, що знаходяться в пери або цитоплазматичної просторі, в ядрі або органелах еукаріот.

Структурні білки - надають екстрацелюлярний структурам механічну міцність, а також беруть участь в побудові цитоскелету.У більшості структурних білків переважає одна з вторинних структур, що зумовлюється їх амінокислотним складом.

Скоротливі білки - міозин, актин.

Захисні білки - Білки беруть участь у всіх стадіях імунної відповіді: розпізнаванні антигену, розвитку і регуляції процесу, ефекторних стадії. Основні групи імунологічно активних білків складають імуноглобуліни (антитіла), антигени і рецептори поверхні лейкоцитів, цитокіни і білки системи комплементу.

Токсини - речовини бактеріального, рослинного або тваринного походження, здатні пригнічувати фізіологічні функції, що призводить до захворювання або загибелі тварин і людини.

2. Охарактеризуйте основні групи протеїнів:

Альбуміни - прості розчинні у воді білки, помірно розчинні в концентрованих розчинах солі і згортають при нагріванні (денатурація білка). Їх відносна молекулярна маса становить приблизно 65000, не містять вуглеводів. Речовини, що містять альбумін, такі як яєчний білок, називаються альбуміноіди. Альбуміноідамі є також сироватка крові, насіння рослин.

Глобуліни - група тварин і рослинних білків, найбільш широко поширених в природі. Відносяться до глобулярним білків; розчинні в слабких розчинах нейтральних солей, розбавлених кислотах і лугах; нерозчинні у воді (за винятком, наприклад, міозину і деяких ін. Г.). Осідають в напівнасиченому розчині сульфату амонію, насиченому розчині сульфату магнію (при 30 ° С) або сульфату натрію (при 37 ° С). Молярна маса Г. від декількох тисяч до мільйона і більше. Більшість Г. - прості білки, проте деякі з них (особливо Г. сироватки крові) пов'язані з вуглеводами або ліпідами. Г. щитовидної залози - тиреоглобулін (молярна маса 630000) - єдиний білок, що містить йод. Г. нервової тканини - нейроглобулін, нейростромін - з'єднані з нуклеїновими кислотами (нуклеопротеїни). Рослинні Г. (гліцинії, едестін, легумін і ін.) Більш стійкі, ніж тварини Г., до спирту і температурних впливів. Г. входять до складу цитоплазми, плазми крові і лімфи (вищих тварин і людини), визначаючи їх буферну ємність і імунні властивості організму. У плазмі крові, крім Г., є білки альбуміни; відношення альбумін / глобулін має діагностичне значення; в нормі воно близьке до 2, а при запальних захворюваннях - зменшується. Гамма-глобуліни застосовуються з лікувальною метою.

Протаміни - низькомолекулярні білки, що містяться в ядрах сперматозоїдів у риб і птахів. Молекулярна маса 4000-12 000. Для П. характерний високий вміст лужних амінокислот, особливо аргініну (70-80%), що обумовлює основні властивості П. Добре розчинні у воді, кислому і нейтральному середовищі, осідають лугами, чи не денатурують при нагріванні. Вивчено головним чином П. зрілої сперми риб, в якій вони складають фракцію основного білка (майже весь білок ядер). Амінокислотний склад П. специфічний для кожного виду риб. У ядрах клітин П. (подібно гістонів) асоційовані з дезоксирибонуклеїнової кислоти в нуклеопротаміни. Методом рентгеноструктурного аналізу показано, що ланцюжок П. обмотується як третя нитка навколо подвійної спіралі ДНК. П. утворюють солі з кислотами і комплекси з кислими білками (малорозчинний комплекс П. з інсуліном використовують в медичній практиці для продовження терміну дії останнього).

Гістони - основний клас нуклеопротеинов, ядерних білків, необхідних для складання та упаковки ниток ДНК в хромосоми. Існує п'ять різних типів гістонів, названих H2 / Н5, H3A, H3B, H3, H4. Послідовність амінокислот в цих білках практично не відрізняється в організмах різного рівня організації. Гістони - невеликі, сильно основні білки, що зв'язуються безпосередньо з ДНК. Гістони беруть участь у структурній організації хроматину, нейтралізуючи за рахунок позитивних зарядів амінокислотних залишків негативно заряджені фосфатні групи ДНК, що робить можливою щільну упаковку ДНК в ядрі.

Проламіни - прості запасні білки, що містяться лише в насінні злаків: гліадин - в пшениці, жита, зеин - в кукурудзі, гордеїн - в ячмені, авенін - в вівсі, оризина - в ризик, кафірін - в сорго. Розчинні в 60-80% -ному водному етиловому спирті; містять понад 40% залишків глутамінової кислоти і близько 15% проліну, але дуже мало лізину (з чим пов'язана біологічна неповноцінність запасних білків зернових культур). П. гетерогенні: за допомогою хроматографії і електрофорезу їх вдається розділити на компоненти, близькі за амінокислотним складом, але різняться за молекулярною масою і електричного заряду (наприклад П. пшениці розділяється на 15-30 компонентів з молекулярної масою від 81 000 до 78 000). Більшість компонентів складається з одного поліпептидного ланцюга; окремі компоненти здатні полимеризоваться через дисульфідні зв'язки і входити до складу Глутеліни. Компонентний склад гліадин детермінований генетично і служить характерною ознакою сорту пшениці. У зерні пшениці гліадин і глутенін утворюють клейковину, від вмісту і фізичних властивостей якої залежать хлібопекарські якості пшениці.

Глютеліни - Рослинні білки, що містяться переважно в ендоспермі насіння злаків; глютеліни мають порівняно збалансованим складом амінокислот і добре утилізуються організмом людини.

Протеіноіди - 1) (застаріле) альбуміноіди, прості білки (протеїни) тваринного походження, нерозчинні у воді, розчинах солей, розбавлених кислотах і лугах. Виконують головним чином опорні функції (наприклад, колаген, кератин, фиброин). Те ж, що склеропротеіни. 2) белковоподобних речовини, одержувані штучно в дослідах, що моделюють умови первісної Землі. Деякі отримані т. О. (Абиогенно) П. володіють молекулярною масою до 10 000, а також слабкою каталітичної і гормональної активністю. Вважають, що П. є попередниками білків і виникли при низькій температурі без участі ферментів.

3. Опишіть біологічну роль нуклеопротеїнів в організмі:

Нуклеопротеїди - комплекси нуклеїнових кислот з білками.

До нуклеопротеїд відносяться стійкі комплекси нуклеїнових кислот з білками, тривалий час існують в клітці в складі органел або структурних елементів клітини на відміну від різноманітних короткоживучих проміжних комплексів білок - нуклеїнова кислота (комплекси нуклеїнових кислот з ферментами - синтетазами і гідролазами - при синтезі і деградації нуклеїнових кислот , комплекси нуклеїнових кислот з регуляторними білками і т. п.).

Найбільш сильні конформаційні зміни при утворенні нуклеопротеїдів зазнають нуклеїнові кислоти, і ці зміни найбільш істотні в разі утворення дезоксірібонуклеопротеіди. На відміну від одноцепочечной РНК, здатної утворювати вторинні і третинні структури за рахунок антипаралельними комплементарного спаровування суміжних відрізків ланцюга. Дволанцюжкова ДНК такої можливості не має і існує в розчинах у вигляді значно більш «пухких», в порівнянні з компактними глобулами РНК, клубків. Однак зв'язування ДНК з сільноосновним білками (гистонами і протаминами) за рахунок електростатичного взаємодії призводить до значно більш щільно упакованим нуклеопротеїдні комплексів - хроматину, що забезпечує компактне зберігання ДНК і, відповідно, спадкової інформації в складі хромосом еукаріот. З іншого боку, велика конформационная рухливість РНК і її каталітичні властивості призводять до великої різноманітності рибонуклеопротеидов, що виконують різні функції.

4. Будова і значення гликопротеинов:

Глікопротеїни - це складні білки, в яких білкова (пептидная) частина молекули ковалентно з'єднана з однією або декількома групами гетероолігосахарідов. Крім гликопротеинов існують також протеоглікани і глікозаміноглікани.

Глікопротеїни є важливим структурним компонентом клітинних мембран тваринних і рослинних організмів. До глікопротеїну відносяться більшість білкових гормонів. Глікопротеїни мембран еритроцитів, специфічно глікозильовані тими чи іншими вуглеводними залишками, але мають гомологичную білкову частину, зумовлюють групу крові у людини. Також гликопротеинами є все антитіла, інтерферони, компоненти комплементу, білки плазми крові, молока, рецепторні білки і ін.

5. Охарактеризуйте металопротеїни:

Складні білки, до складу молекул яких входять також іони одного або декількох металів.

Багато металопротеїни грають важливу фізіологічну роль. Типовими металопротеїни є білки, що містять негемове залізо - трансферин, феритин, гемосидерин, що мають важливе значення в обміні заліза в організмі.

Виділяють також особливий підклас металопротеїни - металлоферментов. Це білки, що володіють ферментативною активністю і містять катіони металів. Прикладами металлоферментов є селен-залежна монодейодіназа, карбоангидраза.

6. Опишіть будову і біологічну роль ліпопротеїнів:

Клас складних білків, простетичної група яких представлена ​​будь-яким ліпідом. Так, в складі ліпопротеїнів можуть бути вільні жирні кислоти, нейтральні жири, фосфоліпіди, холестеріди. Ліпопротеїни представляють собою комплекси, що складаються з білків (аполипопротеинов; скорочено - апо-ЛП) і ліпідів, зв'язок між якими здійснюється за допомогою гідрофобних і електростатичних взаємодій. Ліпопротеїни поділяють на вільні, або розчинні у воді (ліпопротеїни плазми крові, молока і ін.), І нерозчинні, т. Н. структурні (ліпопротеїни мембран клітини, мієлінової оболонки нервових волокон, хлоропластів рослин). Серед вільних ліпопротеїнів (вони займають ключове положення в транспорті і метаболізмі ліпідів) найбільш вивчені ліпопротеїни плазми крові, які класифікують за їх щільності. Чим вищий вміст в них ліпідів, тим нижче щільність ліпопротеїнів. Розрізняють ліпопротеїни дуже низької щільності (ЛПДНЩ), низької щільності (ЛПНЩ), високої щільності (ЛПВЩ) і хиломікрони. Кожна група ліпопротеїнів дуже неоднорідна за розмірами частинок (найбільші - хиломікрони) і вмісту в ній апо-ліпопротеїнів. Всі групи ліпопротеїнів плазми містять полярні і неполярні ліпіди в різних співвідношеннях.

Нековалентні зв'язок в ліпопротеїнів між білками і ліпідами має важливе біологічне значення. Вона обумовлює можливість вільного обміну ліпідів і модуляцію властивостей ліпопротеїнів в організмі.

Ліпопротеїни є:

  • структурними елементами мембран клітин тварин організмів;

  • транспортними білками, що транспортують холестерин і інші стероїди, фосфоліпіди та ін.

7. Дайте характеристику фосфопротеинов:

До білків цього класу відносяться казеиноген молока, в якому вміст фосфорної кислоти досягає 1%; вителлин, вітеллінін і фосвітін, виділені з жовтка курячого яйця; овальбумин, відкритий в білку курячого яйця; іхтулін, що міститься в ікрі риб, і ін. Велика кількість фосфопротеинов міститься в клітинах ЦНС. Фосфопротеіни займають особливе становище в біохімії фосфоровмісних сполук не тільки в результаті своєрідності структурної організації, але і внаслідок широкого діапазону функцій в метаболізмі. Характерною особливістю структури фосфопротеинов є те, що фосфорна кислота виявляється пов'язаної складноефірного зв'язком з білковою молекулою через гідроксильні групи β-оксиаминокислот, головним чином серина і в меншій мірі треоніну. На одну молекулу білка зазвичай доводиться 2-4 залишку фосфату.

Нові дані свідчать про те, що в клітинах Фосфопротеіни синтезуються в результаті посттрансляційної модифікації, піддаючись фосфорилированию за участю протеїнкіназ. Цей процес детально розглядається в розділі 14. Тут лише зазначимо на істотну роль специфічної протеїнкінази, яка каталізує фосфорилювання ОН-групи тирозину, в біосинтезі онкобелков. Таким чином, рівень фосфопротеинов в клітці залежить в значній мірі від регулюючого впливу ферментів, які каталізують фосфорилювання (протеїн-кінази) і дефосфорілірованіе (протєїнфосфатаза). Слід зазначити, що Фосфопротеіни містять органічно пов'язаний, лабільний фосфат, абсолютно необхідний для виконання клітиною ряду біологічних функцій. Крім того, вони є цінним джерелом енергетичного і пластичного матеріалу в процесі ембріогенезу і подальшого пісна-тального росту і розвитку організму.

Особливо слід відзначити, що деякі ключові ферменти, що регулюють процеси внутрішньоклітинного обміну речовин, також існують як в фосфорильованій, так і в дефосфорілірованном формі. Цим підкреслюється значення фосфорилювання-дефосфорилирования в процесах хімічної модифікації макромолекул, що беруть участь в інтегральних процесах метаболізму.

8. Охарактеризуйте будову і біологічну роль хромопротеїни:

Складні білки, що складаються з простого білка і пов'язаного з ним пофарбованого небелкового компонента - простетичної групи. Розрізняють гемопротеїни (містять в якості простетичної групи гем), магнійпорфіріни і флавопротеїни (містять похідні ізоаллоксазіна). Хромопротеїни беруть участь в таких процесах життєдіяльності, як фотосинтез, клітинне дихання і дихання всього організму, транспорт кисню і вуглекислого газу, окислювально-відновні реакції, світло- і сприйняття кольорів. Хромопротеїни є найважливішими учасниками акумулювання енергії, починаючи від фіксації сонячної енергії в зелених рослинах і утилізації її до перетворень в організмі тварин і людини. Хлорофіл (магнійпорфірін) разом з білком забезпечує фотосинтетичну активність рослин, каталізує розщеплення молекули води на водень і кисень (поглинанням сонячної енергії). Гемопротеїни (железопорфіріна), навпаки, каталізують зворотну реакцію - утворення молекули води, пов'язане із звільненням енергії.

9. Як влаштована молекула гемоглобіну:

Гемоглобін є складним білком класу хромопротеїни, тобто в якості простетичної групи тут виступає особлива пігментна група, що містить хімічний елемент залізо - гем. Гемоглобін людини є тетрамером, тобто складається з чотирьох субодиниць. У дорослої людини вони представлені поліпептидними ланцюгами α1, α2, β1 і β2. Субодиниці з'єднані один з одним за принципом ізологіческого тетраедра. Основний внесок у взаємодію субодиниць вносять гідрофобні взаємодії. І α, і β-ланцюга відносяться до α-спіральному структурному класу, тому що містять виключно α-спіралі. Кожна ланцюг містить вісім спіральних ділянок, які охоплюють літерами AH (Від N-кінця до C-кінця).

Гем є комплексом протопорфірину IX, що відноситься до класу порфіринових з'єднань, з атомом заліза (II). Ця простетичної група нековалентно пов'язана з гідрофобною западиною молекул гемоглобіну і міоглобіну. Залізо (II) характеризується октаедричної координацією, тобто пов'язується з шістьма лигандами. Чотири з них представлені атомами азоту порфіринового кільця, що лежать в одній площині. Дві інших координаційних позиції лежать на осі, перпендикулярної площині порфирина. Одна з них зайнята азотом залишку гістидину в 93 положенні поліпептидного ланцюга (ділянка F). Пов'язують гемоглобіном молекула кисню координується до заліза із зворотного боку і виявляється укладеної між атомом заліза і азотом ще одного залишку гістидину, розташованого в 64 положенні ланцюга (ділянка E). Всього в гемоглобіні людини чотири ділянки зв'язування кисню (по одному гему на кожну субодиницю), тобто одночасно може зв'язуватися чотири молекули. Гемоглобін в легких при високому парціальному тиску кисню з'єднується з ним, утворюючи оксигемоглобін. При цьому кисень з'єднується з гемом, приєднуючись до заліза гема на 6-ю координаційну зв'язок. На цю ж зв'язок приєднується і монооксид вуглецю, вступаючи з киснем в «конкурентну боротьбу» за зв'язок з гемоглобіном, утворюючи карбоксигемоглобін. Зв'язок моноксиду вуглецю з гемоглобіном міцніша, ніж з киснем. Тому частина гемоглобіну, утворює комплекс з моноксидом вуглецю, не бере участі в транспорті кисню. У нормі у людини утворюється 1,2% карбоксигемоглобіну. Підвищення його рівня характерно для гемолітичних процесів, в зв'язку з цим рівень карбоксигемоглобіну є показником гемолізу.

10. Опишіть функцію і роль гемоглобіну в організмі:

Головна функція гемоглобіну полягає в перенесенні дихальних газів. У людини в капілярах легких в умовах надлишку кисню останній з'єднується з гемоглобіном. Потоком крові еритроцити, що містять молекули гемоглобіну із зв'язаним киснем, доставляються до органів і тканин, де кисню мало; тут необхідний для протікання окислювальних процесів кисень звільняється з зв'язку з гемоглобіном. Крім того, гемоглобін здатний зв'язувати в тканинах невелика кількість діоксиду вуглецю (CO2) і звільняти його в легенях. Монооксид вуглецю (CO) зв'язується з гемоглобіном крові міцніше, ніж кисень, утворюючи карбоксигемоглобін (HbCO). Деякі процеси призводять до окислення іона заліза в геме до ступеня окислення +3. В результаті утворюється форма гемоглобіну, відома як метгемоглобін (HbOH) (metHb, від мета ... і гемоглобін, інакше геміглобін або феррігемоглобін, см. Метгемоглобінемія). В обох випадках блокуються процеси транспортування кисню. Втім, монооксид вуглецю може бути частково витіснений з гема при підвищенні парціального тиску кисню в легенях.

Нормальним вмістом гемоглобіну в крові людини вважається: у чоловіків 130-170 г / л (нижня межа -120, верхня межа -180 г / л), у жінок 120-150 г / л; у дітей нормальний рівень гемоглобіну залежить від віку і схильний до значних коливань. Так, у дітей через 1-3 дні після народження нормальний рівень гемоглобіну максимальний і складає 145-225 г / л, а до 3-6 місяців знижується до мінімального рівня 95-135 г / л, потім з 1 року до 18 років відзначається поступове збільшення нормального рівня гемоглобіну в крові.

11. Розкрийте функції та біологічну роль білків:

Так само як і інші біологічні макромолекули (полісахариди, ліпіди) і нуклеїнові кислоти, білки - необхідні компоненти всіх живих організмів, вони беруть участь в більшості життєвих процесів клітини. Білки здійснюють обмін речовин і енергетичні перетворення. Білки входять до складу клітинних структур - органел, секретуються в позаклітинний простір для обміну сигналами між клітинами, гідролізу їжі і освіти міжклітинної речовини.

Слід зазначити, що класифікація білків по їх функції досить умовна, тому що у еукаріот один і той же білок може виконувати кілька функцій. Добре вивченим прикладом такої багатофункціональності служить лізил-тРНК-синтетаза - фермент з класу аміноацил-тРНК синтетаз, який не тільки приєднує лізин до тРНК, а й регулює транскрипцію декількох генів. Багато функцій білки виконують завдяки своїй ферментативної активності. Так, ферментами є руховий білок міозин, регуляторні білки протеїнкінази, транспортний білок натрій-калієвий насос і ін.

Каталітична функція - Найбільш добре відома роль білків в організмі - каталіз різних хімічних реакцій. Ферменти - група білків, що володіє специфічними каталітичними властивостями, тобто кожен фермент каталізує одну або кілька схожих реакцій. Ферменти каталізують реакції розщеплення складних молекул (катаболізм) і їх синтезу (анаболізм), а також реплікації і репарації ДНК і матричного синтезу РНК. Відомо кілька тисяч ферментів; серед них такі, як, наприклад, пепсин, розщеплюють білки в процесі травлення. В процес посттрансляційної модифікації деякі ферменти додають або видаляють хімічні групи на інших білках. Відомо близько 4000 реакцій, каталізуються білками. Прискорення реакції в результаті ферментативного каталізу іноді величезна: наприклад, реакція, що каталізується ферментом оротат-карбоксилази, протікає в 1017 швидше некаталізіруемой (78 мільйонів років без ферменту, 18 мілісекунд за участю ферменту). Молекули, які приєднуються до ферменту і змінюються в результаті реакції, називаються субстратами.

Структурна функція - Структурні білки цитоскелету, як свого роду арматура, надають форму клітин і багатьом органоидам і беруть участь у зміні форми клітин. Більшість структурних білків є филаментозному білками: наприклад, мономери актину і тубуліну - це глобулярні, розчинні білки, але після полімеризації вони формують довгі нитки, з яких складається цитоскелет, що дозволяє клітині підтримувати форму. Колаген і еластин - основні компоненти міжклітинної речовини сполучної тканини (наприклад, хряща), а з іншого структурного білка кератину складаються волосся, нігті, пір'я птахів і деякі раковини.

Захисна функція - Існують кілька видів захисних функцій білків:

Фізичний захист. У ній бере участь колаген - білок, який утворює основу міжклітинної речовини сполучної тканини (в тому числі кісток, хряща, сухожиль і глибоких шарів шкіри) дерми); кератин, що становить основу рогових щитків, волосся, пір'я, рогів та ін. похідних епідермісу. Зазвичай такі білки розглядають як білки зі структурною функцією. Прикладами цієї групи білків служать фібриногену і тромбіну, які беруть участь в згортанні крові.

Хімічний захист. Зв'язування токсинів білковими молекулами може забезпечувати їх детоксикацію. Особливо важливу роль в детоксикації у людини відіграють ферменти печінки, що розщеплюють отрути або переводять їх в розчинну форму, що сприяє їх швидкому виведенню з організму.

Імунний захист.Білки, що входять до складу крові і інших біологічних рідин, беруть участь в захисному відповіді організму як на пошкодження, так і на атаку патогенів. Білки системи комплементу і антитіла (імуноглобуліни) відносяться до білків другої групи; вони нейтралізують бактерії, віруси або чужорідні білки. Антитіла, що входять до складу адаптатівной імунної системи, приєднуються до чужорідних для даного організму речовин, антигенів, і тим самим нейтралізують їх, спрямовуючи до місць знищення. Антитіла можуть секретироваться в міжклітинний простір або закріплюватися в мембранах спеціалізованих В-лімфоцитів, які називаються плазмоцитами. У той час як ферменти мають обмежене спорідненість до субстрату, оскільки занадто сильне приєднання до субстрату може заважати протіканню каталізуються реакції, стійкість приєднання антитіл до антигену нічим не обмежена.

Регуляторна функція - Багато процесів всередині клітин регулюються білковими молекулами, які не служать ні джерелом енергії, ні будівельним матеріалом для клітини. Ці білки регулюють транскрипцію, трансляцію, сплайсинг, а також активність інших білків і ін. Регуляторну функцію білки здійснюють або за рахунок ферментативної активності (наприклад, протеїнкінази), або за рахунок специфічного зв'язування з іншими молекулами, як правило, впливає на взаємодію з цими молекулами ферментів.

Сигнальна функція - здатність білків служити сигнальними речовинами, передаючи сигнали між тканинами, клітинами або організмами. Часто сигнальну функцію об'єднують з регуляторної, так як багато внутрішньоклітинні регуляторні білки теж здійснюють передачу сигналів. Сигнальну функцію виконують білки-гормони, цитокіни, фактори росту та ін.

Транспортна функція - Розчинні білки, які беруть участь в транспорті малих молекул, повинні мати високу спорідненість (афінність) до субстрату, коли він присутній у високій концентрації, і легко його вивільняти в місцях низької концентрації субстрату. Прикладом транспортних білків можна назвати гемоглобін, який переносить кисень з легень до решти тканин і вуглекислий газ від тканин до легень, а також гомологічні йому білки, знайдені в усьому їхньому царстві живих організмів.

Запасна (резервна) функція білків - До таких білків належать так звані резервні білки, які запасаються в якості джерела енергії і речовини в насінні рослин і яйцеклітинах тварин; білки теоретичних оболонок яйця (овальбуміни) і основний білок молока (казеїн) також виконують, головним чином, живильну функцію. Ряд інших білків використовується в організмі як джерело амінокислот, які в свою чергу є попередниками біологічно активних речовин, що регулюють процеси метаболізму.

Рецепторная функція - Білкові рецептори можуть, як перебувати в цитоплазмі, так і вбудовуватися в клітинну мембрану. Одна частина молекули рецептора сприймає сигнал, яким найчастіше служить хімічна речовина, а в деяких випадках - світло, механічний вплив (наприклад, розтягнення) та інші стимули. При впливі сигналу на певну ділянку молекули білок-рецептор відбуваються її конформаційні зміни. В результаті змінюється конформація іншій частині молекули, що здійснює передачу сигналу на інші клітинні компоненти. Існує кілька механізмів передачі сигналу. Деякі рецептори каталізують певну хімічну реакцію; інші служать іонними каналами, які при дії сигналу відкриваються або закриваються; треті специфічно пов'язують внутрішньоклітинні молекули-посередники. У мембранних рецепторів частина молекули, що зв'язуються з сигнальної молекулою, знаходиться на поверхні клітини, а домен, що передає сигнал, всередині.

Моторна (рухова) функція - Цілий клас моторних білків забезпечує руху організму (наприклад, скорочення м'язів, в тому числі локомоцию (міозин), переміщення клітин всередині організму (наприклад, амебоідное рух лейкоцитів), рух війок і джгутиків, а також активний і спрямований внутрішньоклітинний транспорт (кінезин, динеина). динеина і кінезин проводять транспортування молекул уздовж мікротрубочок з використанням гідролізу АТФ як джерело енергії. динеина переносять молекули та органели з периферичних частин кле ки у напрямку до Центросоми, кінезин в протилежному напрямку. динеина також відповідають за рух війок і джгутиків еукаріотів. Цитоплазматичні варіанти міозину можуть брати участь в транспорті молекул і органоидов по микрофиламентам.

Ферменти - біологічні каталізатори білкової природи Будова і властивості ферментів

1. Розгляньте будову молекул ферментів:

За будовою ферменти можуть бути однокомпонентними, простими білками, і двокомпонентними, складними білками. У другому випадку в складі ферменту виявляється додаткова група небілкової природи.

Субстратом (S) називають речовину, хімічні перетворення якого в продукт (Р) каталізує фермент (Е). Та ділянка поверхні молекули ферменту, який безпосередньо взаємодіє з молекулою субстрату, називається активним центром ферменту. Активний центр ферменту утворений із залишків амінокислот, які перебувають у складі різних ділянок поліпептидного ланцюга або різних поліпептидних ланцюгів, просторово зближених. Утворюється на рівні третинної структури білка-ферменту. В його межах розрізняють Адсорбційний ділянку (центр) і каталітичний ділянку (центр). Крім того, поза активного центру ферменту зустрічаються особливі функціональні ділянки; кожен з них позначають терміном аллостерічеський центр. Каталітичний центр-це та область (зона) активного центру ферменту, яка безпосередньо бере участь в хімічних перетвореннях субстрату. Формується він за рахунок радикалів двох, іноді трьох амінокислот, розташованих в різних місцях поліпептидного ланцюга ферменту, але просторово зближених між собою за рахунок вигинів цьому ланцюзі. Наприклад, каталітичний центр "серин-гистидинового" ферментів формується за рахунок радикалів амінокислот серину і гістидину. Якщо фермент є складним білком, то у формуванні каталітичного центру нерідко бере участь простетичної група молекули ферменту (кофермент). Коферментну функцію виконують всі водорозчинні вітаміни і жиророзчинний вітамін K. Адсорбційний центр - це ділянка активного центру молекули ферменту, на якому відбувається сорбція (зв'язування) молекули субстрату. Він формується одним, двома, частіше трьома радикалами амінокислот, які зазвичай розташовані поруч з каталітичним центром. Головна його функція - зв'язування молекули субстрату і передача цієї молекули каталітичного центру в найбільш зручному положенні (для каталітичного центру). Ця сорбція відбувається тільки за рахунок слабких типів зв'язків і тому є оборотною. У міру формування цих зв'язків відбувається конформационная перебудова адсорбционного центру, яка призводить до більш тісного зближення субстрату і активного центру ферменту, більш точній відповідності між їхніми просторовими конфігураціями. Таке відповідність - чи не заздалегідь "готове", а формується в ході взаємодії - американський вчений Кошленда поклав в основу теорії індукованої відповідності (або наведеного відповідності), яка подолала обмеженість існуючої раніше теорії ключа і замка (жорсткої відповідності структури субстрату структурі адсорбционного центру). Очевидно, що саме структура адсорбційного центру визначає субстратне специфічність ферменту, т. Е. Вимоги ферменту до молекули хімічної речовини, щоб вона могла стати для нього відповідним субстратом.

2. Дайте визначення коферментів і простетичної груп:

Коферменти, або коензими - малі молекули небілкової природи, специфічно з'єднуються з відповідними білками, званими апоферментами, і які відіграють роль активного центру або простетичної групи молекули ферменту. Комплекс коферменту і апофермента утворює цілісну, біологічно активну молекулу ферменту. Роль коферментів нерідко грають вітаміни або їх метаболіти (найчастіше - фосфорильовані форми вітамінів групи B). Наприклад, коферментом ферменту карбоксилази є діфосфотіамін, коферментом багатьох амінотрансфераз - піридоксаль-6-фосфат.

Простетичної група - небілковий (і не похідний від амінокислот) компонент, пов'язаний з білком, який виконує важливу роль в біологічної активності відповідного білка. Простетичноїгрупи можуть бути органічними (вітаміни, вуглеводи, ліпіди) або неорганічними (наприклад, іони металів). Простетичноїгрупи міцно пов'язані з білками і навіть можуть бути приєднані ковалентними зв'язками. Часто грають важливу роль у функціонуванні ферментів. Білок без простетичної групи називається «апобелок», а білок з приєднаною групою - «холобелок» (або, відповідно, в разі ферментів - апофермент і холоферменту). Прикладом може бути гем, який є простетичної групою в молекулі гемоглобіну. Простетичноїгрупи - це підклас кофакторов. Вони відрізняються від коферментів тим, що простетичноїгрупи постійно пов'язані з ферментами, в той час як коферменти пов'язані з ферментами не постійно.

3. Як влаштований активний центр ферментів?

Активний центр - особлива частина молекули ферменту, що визначає її специфічність і каталітичну активність. Активний центр безпосередньо здійснює взаємодію з молекулою субстрату або з тими її частинами, які безпосередньо беруть участь в реакції. Характер взаємодії ферменту і субстрату говорить про наявність в активному центрі ряду структурних груп, що з'єднуються з різними ділянками субстрату. Взаємодія між активним центром ферменту і молекулою субстрату здійснюється при їх зближенні на відстань близько 15-20 ангстрем, зі збільшенням відстані воно швидко слабшає (хоча серед різних ферментів можуть мати місце варіації).

Активний центр ферменту (схема) (по Малера і Кордес).

4. Напишіть схему механізму ферментативного каталізу. У свій час вважалося, що ферментативний каталіз принципово відрізняється від небіологічного каталізу, широко використовуваного в хімічному виробництві. Таке уявлення грунтувалося на трьох відмінностях ферментативного каталізу: виключно високої ефективності (збільшення швидкості реакції в 1010-1013 разів) і специфічності, т. Е. Вибірковості (здібності кожного ферменту каталізувати перетворення строго певних біологічних субстратів, іноді лише єдиного речовини, в єдиному напрямку ), що не досяжних в синтетичному каталізі. Особливістю ферментативного каталізу є також його керованість - здатність биокатализатора - ферменту - збільшувати або зменшувати свою активність в залежності від потреб організму. Однак дослідження механізму ферментативного каталізу показує, що до нього застосовні закони і принципи, на яких засновані звичайні хімічні реакції. Відмінність реакцій ферментативного каталізу визначається складністю структури ферментів і хімічних перетворень, які здійснюють речовини в ході каталізу.

5.Опишіть властивості ферментів.

1. Вплив на швидкість хімічної реакції: ферменти збільшують швидкість хімічної реакції, але самі при цьому не витрачаються. Швидкість реакції - це зміна концентрації компонентів реакції в одиницю часу. Якщо вона йде в прямому напрямку, то пропорційна концентрації реагуючих речовин, якщо в зворотному - то пропорційна концентрації продуктів реакції. Ставлення швидкостей прямої і зворотної реакцій називається константою рівноваги. Ферменти не можуть змінювати величини константи рівноваги, але стан рівноваги в присутності ферментів настає швидше.

2. Специфічність дії ферментів. У клітинах організму протікає 2-3 тис. Реакцій, кожна з які каталізірутся певним ферментом. Специфічність дії ферменту - це здатність прискорювати перебіг однієї певної реакції, не впливаючи на швидкість інших, навіть дуже схожих.

розрізняють:

  • Абсолютну - коли Ф каталізує тільки одну певну реакцію (аргіназа - розщеплення аргініну)

  • Відносну (групову спец) - Ф каталізує певний клас реакцій (напр. Гідролітичні розщеплення) або реакції за участю певного класу речовин.

Специфічність ферментів обумовлена ​​їх унікальною амінокислотною послідовністю, від якої залежить конформація активного центру, що взаємодіє з компонентами реакції.

Речовина, хімічне перетворення якого каталізується ферментом носить назву субстрат (S).

3. Активність ферментів - здатність в різному ступені прискорювати швидкість реакції. Активність висловлюють в:

1) Міжнародних одиницях активності - (МО) кількість ферменту, що каталізує перетворення 1 мкМ субстрату за 1 хв.

2) катали (кат) - кількість каталізатора (ферменту), здатне перетворювати 1 моль субстрату за 1 с.

3) Питома активності - число одиниць активності (будь-яких з перерахованих вище) в досліджуваному зразку до загальної маси білка в цьому зразку.

4) Рідше використовують молярну активність - кількість молекул субстрату перетворених однією молекулою ферменту за хвилину.

Активність залежить в першу чергу від температури. Найбільшу активність той чи інший фермент проявляє при оптимальній температурі. Для Ф живого організму це значення знаходиться в межах +37,0 - +39,0 ° С, в залежності від виду тварини. При зниженні температури, сповільнюється броунівський рух, зменшується швидкість дифузії і, отже, сповільнюється процес утворення комплексу між ферментом і компонентами реакції (субстратами). У разі підвищення температури вище +40 - +50 ° С молекула ферменту, яка є білком, піддається процесу денатурації. При цьому швидкість хімічної реакції помітно падає (рис.).

Класифікація і номенклатура ферментів

1. На чому заснована класифікація ферментів?

Класифікація ферментів заснована на механізмі їх дії і включає 6 класів.

2. Дайте характеристику кожного класу ферментів: Оксидоредуктази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази, лігази:

Оксидоредуктази - окремий клас ферментів, що каталізують лежать в основі біологічного окислення реакції, що супроводжуються переносом електронів з однієї молекули (відновника - акцептора протонів або донора електронів) на іншу (окислювач - донора протонів або акцептора електронів). Прискорюють реакції окислення - відновлення.

Трансферази - окремий клас ферментів, що каталізують перенесення функціональних груп і молекулярних залишків від однієї молекули до іншої. Широко поширені в рослинних і тваринних організмах, беруть участь у перетвореннях вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових і амінокислот. Прискорюють реакції перенесення функціональних груп і молекулярних залишків.

Гідролази - це клас ферментів, що каталізує гідроліз ковалентного зв'язку. Прискорюють реакції гідролітичного розпаду.

Ліази - тдельний клас ферментів, що каталізують реакції негідролітіческім і неокислювального розриву різних хімічних зв'язків (C-C, C-O, C-N, C-S та інших) субстрату, оборотні реакції освіти і розриву подвійних зв'язків, що супроводжуються відщепленням або приєднанням груп атомів по її місцю, а також утворенням циклічних структур. Прискорюють негідролітіческім відщеплення від субстратів певних груп атомів з утворенням подвійного зв'язку (або приєднують групи атомів по подвійному зв'язку).

Ізомерази - ферменти, що каталізують структурні перетворення ізомерів (рацемізації або епімерізація). Ізомерази каталізують реакції, подібні наступною: A → B, де B є ізомером A. прискорюють просторові чи структурні перебудови в межах однієї молекули. 6. Лігази - прискорюють реакції синтезу, пов'язані з розпадом багатих енергією зв'язків.

Лігази - фермент, що каталізує з'єднання двох молекул з утворенням нової хімічної зв'язку (лігування). При цьому зазвичай відбувається відщеплення (гідроліз) невеликої хімічної групи від однієї з молекул.

3. Розгляньте значення і застосування ферментів: ферментативні процеси є основою багатьох виробництв: хлібопечення, виноробства, пивоваріння, сироваріння, виробництва спирту, чаю, оцту. З початку 20 ст. за пропозицією япон. вченого Д. Такаміне в спиртової та ін. галузях промисловості почалося застосування ферментних препаратів, одержуваних з цвілевих грибів або бактерій. У ряді країн цей спосіб широко використовується для оцукрювання за допомогою амілаз крахмалистого сировини з метою отримання кристалічної глюкози або його зброджування на спирт. Концентровані амилолитические препарати Ф. з цвілевих грибів при добавці в тісто приводять до поліпшення якості хліба і прискорення технологічного процесу. Препарати протеолітичних Ф., отримуваних з мікроорганізмів, вживаються в шкіряної промисловості для видалення волосся і м'якшення сировини, а в сироробний промисловості - для заміни дефіцитного сичужного ферменту (реннін). Препарати мікробних пектолітіческіх Ф. широко використовують при виробництві соків (вихід плодового соку підвищується на 10-20%). Все більше вживання очищені ферментні препарати знаходять в медицині. У наукових дослідженнях і в клінічній практиці високоочищені ферментні препарати служать в якості специфічних засобів біохімічного аналізу. Значні перспективи має застосування т. Н. іммобілізованих Ф., які зв'язуються яким-небудь носієм, що створює з даними Ф. нерозчинний комплекс. При підборі відповідного носія можна отримати іммобілізований Ф. з високою активністю, стійкий по відношенню до денатуруючих агентів. Колонка, заповнена імобілізованим Ф., може бути багато разів використана для проведення відповідної реакції. Іммобілізовані Ф. знаходять все більш широке застосування в аналітичній практиці і біохімічній технології.

Тема 3. Вуглеводи.

1. Розгляньте будову моносахаридів. Які моносахариди називаються альдозами і які кетозами? Наведіть приклади.

а) моносахариди

Моносахариди - похідні багатоатомних спиртів, що містять карбонільну групу. Залежно від положення в молекулі карбонільної групи моносахариди поділяють на альдози і кетози.

Альдози містять функціональну альдегідну групу НС = О, тоді як кетози містять кетонну групу> С = О. Назва моносахарида залежить від числа складових його вуглецевих атомів, наприклад альдотріози, кетотріози, альдогексози, кетогексози і т.д.

Моносахариди за будовою можна віднести до простих вуглеводів, так як вони не гідролізуються при перетравленні, на відміну від складних, які при гідролізі розпадаються з утворенням простих вуглеводів.

Мал. Найважливіші моносахариди.

2. Які види ізомерії характерні для моносахаридів?

Для моносахаридів, що містять n асиметричних атомів вуглецю, можливе існування 2n стереоизомеров.

3. Дайте характеристику оптичних ізомерів.

Це ізомери молекул, що містять хіральний центр симетрії (напр., Асиметричний атом вуглецю, щодо якого атоми можуть розташовуватися двома дзеркально протилежними способами). Такі молекули називаються хіральними. Фізичні та хімічні властивості оптичних ізомерів однакові, різниця проявляється тільки при їх взаємодії з плоско поляризованим світлом або з іншими хіральними молекулами. Так, оптичні ізомери обертають площину поляризації в протилежні сторони. Один з оптичних ізомерів молекули вважають правим (D-dexter), інший - лівим (L -laevus), що зазвичай не пов'язане з напрямком обертання площини поляризації. Праві і ліві оптичні ізомери однієї молекули іноді, з'єднуючись один з одним, утворюють досить міцні з'єднання - рацемати; такі сполуки (а також суміші D- і L -ізомерів в рівне ставлення) оптично неактивні, інші фізичні властивості рацематів також відмінні від властивостей енантіомерів, з яких вони утворилися.

4. Який атом вуглецю називається асиметричним?

На прикладі молочної кислоти, яка існує у вигляді двох оптичних ізомерів - м'ясомолочної кислоти і молочної кислоти бродіння можна показати, що якщо чотири заступники різні, то можливі два різних розташування, які ставляться один до одного як предмет до свого дзеркального зображенню. Таким чином, тетраедричних вуглецевий атом можна розглядати як центр дісімметріі, і його часто називають асиметричним атомом вуглецю або (за сучасною термінологією) хіральних центром (від грецького слова сheir - рука). Два різних розташування є право- і левовращающіе енантіомери (дзеркальні ізомери) хіральної молекули; суміш рівних кількостей двох енантіомерів є рацемат.

5. Опишіть біологічну роль і застосування моносахаридів.

Вуглеводи поряд з білками і ліпідами є найважливішими хімічними сполуками, що входять до складу живих організмів. У людини і тварин вуглеводи виконують важливі функції: енергетичну (головний вид клітинного палива), структурну (обов'язковий компонент більшості внутрішньоклітинних структур) і захисну (участь вуглеводних компонентів імуноглобулінів в підтримці імунітету).

Вуглеводи (рибоза, дезоксирибоза) використовуються для синтезу нуклеїнових кислот, вони є складовими компонентами нуклеотидних ко-ферментів, що відіграють винятково важливу роль в метаболізмі живих істот.Останнім часом все більшу увагу до себе привертають змішані біополімери, що містять вуглеводи: глікопептиди і Глік-протеїни, гліколіпіди і ліпополісахариди, гліколіпопротеіни і т.д. Ці речовини виконують в організмі складні і важливі функції.

З порушенням обміну вуглеводів тісно пов'язаний ряд захворювань: цукровий діабет, галактоземія, порушення в системі депо глікогену, нетолерантність до молока і т.д.

Слід зазначити, що в організмі людини і тварини вуглеводи присутні в меншій кількості (не більше 2% від сухої маси тіла), ніж білки і ліпіди; в рослинних організмах за рахунок целюлози на частку вуглеводів припадає до 80% від сухої маси, тому в цілому в біосфері вуглеводів більше, ніж всіх інших органічних сполук разом узятих.

6. Напишіть схему окислення глюкози в різних умовах і назвіть утворюються сполуки.


7. Напишіть рівняння реакцій спиртового і молочнокислого бродіння.

Хімічне рівняння спиртового бродіння: C6H22O6 ® 2C2H5OH + 2CO2 було дано французькими хіміками А. Лавуазьє (1789) і Ж. Гей-Люссак (1815).

Сумарно рівняння спиртового бродіння може бути представлено в наступному вигляді:

C6H22O6 + 2H3PO4 + 2АДФ ® 2CH3CH3OH + 2CO2 + 2АТФ.

Молочнокисле Б. Молочнокислі бактерії підрозділяють на 2 групи - гомоферментативное і гетероферментативні. Гомоферментативное бактерії (наприклад, Lactobacillus delbrückii) розщеплюють моносахариди з утворенням двох молекул молочної кислоти відповідно до сумарного рівнянням: C6H22O6 = 2CH3CHOH · COOH.

б) олігосахариди:

1. Розгляньте будову і властивості відновлюють і не відновлюють дисахаридов.

Дисахариди є О-глікозиди моносахаридів і при гідролізі утворюють два однакових або різних моносахарида. Дисахариди діляться на які відновлюють і відновлюють. К не відновлює відносяться, наприклад, трегалоза:

1 - [- D-глюкопіраноз] - D-глюкопіранозид

і сахароза:

1 - [- D-фруктофуранози] - D-глюкопіранозид

В освіті гликозидной зв'язку беруть участь обидва гликозидних гідроксилу, тому невідновлювальних дисахариди не здатні до таутомерії з утворенням відкритою формиі вільної оксо-групи. Тому не відновлюють дисахариди не дають реакцій, характерних для откритойформи моносахаридів, тобто не взаємодіють з гідроксидом диамминсеребра, гідроксидом міді, фенилгидразином, гідроксиламіном, синильної кислотою. У відновлюють дисахаридов залишається один вільний глікозидний гідроксил (на малюнках він підкреслений двома червоними рисками), наприклад:

лактоза, 4 - [- D-галактопіранозіл] - D-глюкопіраноз

мальтоза, 4 - [- D-глюкопіраноз] - D-глюкопіраноз

целлобиоза, 4 - [- D-глюкопіраноз] - D-глюкопіраноз

Хімічні властивості

Відновлюючі дисахариди здатні до таутомерії, тому залишок моносахариду, що зберіг свій глікозидний гідроксил може переходити у відкриту форму (не втрачаючи при цьому зв'язку з залишком другого моносахарида):

дисахариди:

З цієї причини відновлюють дисахариди здатні до мутаротації і епімерізаціі. Вони окислюються (звідси іназваніе - відновлюють):

Відновлюються амальгамою натрію або комплексними гідідамі металів:

Алкілуючі спиртами в кислому середовищі (зазвичай у присутності HCl), утворюючи глікозиди дисахаридів:

І відновлюють і не відновлюють дисахариди Алкілуючі галогеналкіламі:

і ацилуючий ангідридами або галогенангідриди кислот:

При гідролізі, який відбувається при нагріванні водного розчину дисахарида в присутності кислоти (зазвичай сірчаної) утворюються моносахариди, наприклад при гідролізі сахарози - суміш глюкози і фруктози, а при гідролізі лактози - суміш галактози і глюкози.

  1. Напишіть формули мальтози, лактози і сахарози і дайте їх систематичні назви.

Мальтоза (солодовий цукор) міститься в солоді, тобто в пророслих зернах злаків. Мальтозу отримують при неповному гідролізі крохмалю ферментами солоду. Мальтоза виділена в кристалічному стані, вона добре розчиняється у воді, сбраживается дріжджами. Мальтоза складається з двох ланок D-глюкопіраноз, з'єднаних глікозидної зв'язком між вуглецем С-1 (аномерного вуглецем) однієї ланки глюкози і вуглецем С-4 іншого глюкозного ланки. Такий зв'язок називають -1,4-гликозидной зв'язком. Показана нижче формула Хеуорса -мальтози позначається префіксом -, тому що ВІН-група при аномерного вуглеці розташованого праворуч глюкозного ланки є -гідроксілом. Мальтоза - відновлює цукор. Її полуацетальная група знаходиться в рівновазі з вільною альдегідної формою і може окислюватися в карбонову мальтобіоновую кислоту.

Формули Хеуорса мальтози в циклічної і альдегідної формах

Лактоза (молочний цукор) міститься в молоці (4-6%), її отримують з молочної сироватки після видалення сиру. Лактоза значно менше солодка, ніж буряковий цукор. Вона використовується для виготовлення дитячого харчування і фармацевтичних препаратів. Лактоза складається із залишків молекул D-глюкози і D-галактози і являє собою 4- ( -D-галактопіранозіл) -D-глюкозу, тобто має не -, а -глікозидними зв'язок.
У кристалічному стані виділені - і -форми лактози, обидві вони належать до відновлює сахарам.

Формула Хеуорса лактози ( -форма)

Сахароза (столовий, буряковий або тростинний цукор) - найбільш поширений в біологічному світі дисахарид. У сахарозі вуглець С-1 D-глюкози з'єднаний з вуглецем
З-2 D-фруктози за допомогою -1,2-гликозидной зв'язку. Глюкоза знаходиться в шестичленного (пиранозной) циклічній формі, а фруктоза в пятичленной (фуранозной) циклічній формі. Хімічна назва сахарози - -D-глюкопіранозіл- -D-фруктофуранозід.Оскільки обидва аномерних вуглецю (і глюкози, і фруктози) залучені в освіту гликозидной зв'язку, глюкоза відноситься до невідновлювальних дисахаридам. Речовини цього типу здатні тільки до реакцій утворення простих і складних ефірів, як всякі поліспирти. Сахароза та інші невідновлювані дисахариди гідролізуються особливо легко.

Формула Хеуорса сахарози

3. Опишіть біологічну роль і застосування дисахаридів.

Дисахариди, біоза, вуглеводи, молекули яких складаються з двох залишків моносахаридів. Все дисахариди побудовані за типом глікозидів. При цьому водневий атом гликозидного гідроксилу однієї молекули моносахариду заміщається залишком ін. Молекули моносахариду за рахунок полуацетального або спиртового гідроксилу. У першому випадку утворюються дисахариди, що не володіють властивостями, що відновлюють, у другому - дисахариди з властивостями, що відновлюють. У групи не відновлюють дисахаридов входять трегалоза (мікозу, або грибний цукор), що складається з 2 залишків глюкози; сахароза, що складається із залишків глюкози і фруктози, та ін. До групи відновлюють дисахаридов відносяться мальтоза, целлобиоза, лактоза та ін. Дисахариди можуть містити 5- і 6-членні кільця моносахаридів (пентози і гексози) і відрізнятися за конфігурації гликозидной зв'язку (a- або b-глікозиди). Просторові форми (конформації) кілець моносахаридних залишків в різних дисахаридів можуть варіювати. Так, целлобиоза і мальтоза розрізняються не тільки конфігурацією гликозидной зв'язку (a - у мальтози і b - у целлобіози), але і тим, що в целлобіоза обидва залишку знаходяться в однаковій конформації, а в мальтозі - в різних.

Дисахариди - добре кристалізуються речовини, легко розчинні у воді і в 45 - 48 ° -ному спирті, погано розчинні в 96 ° -ном спирті; оптично активні; солодкі на смак. Гідроліз Д. (для сахарози називається інверсією) відбувається при дії кислот; при наявності 5-членного кільця в моносахаридними залишку швидкість кислотного гідролізу Д. зростає. Гідроліз Д. здійснюється також ферментами (карбогідраз), наприклад a- або b-глікозідазамі (в залежності від типу гликозидной зв'язку в дисахарид). В результаті гідролізу утворюються моносахариди.

Дисахариди широко поширені в тваринних і рослинних організмах. Вони зустрічаються у вільному стані (як продукти біосинтезу або часткового гідролізу полісахаридів), а також як структурні компоненти глікозидів і ін. З'єднань. Зазвичай Д. отримують з природних джерел (наприклад, сахарозу - з цукрового буряка або цукрової тростини, лактозу - з молока тварин). Багато Д. синтезують хімічними і біохімічними методами.

Сахароза, лактоза і мальтоза - цінні харчові та смакові речовини. Виробництвом сахарози зайнята цукрова промисловість.

в) олігосахариди:

1. Опишіть будову крохмалю.

Крохмаль складається з 2 полісахаридів - амілози і амілопектину, утворених залишками глюкози. Експериментально доведено, що хімічна формула крохмалю (C6H20O5) n.

Встановлено, що крохмаль складається не тільки з лінійних молекул, але і з молекул розгалуженої структури. Цим пояснюється зернисту будову крохмалю. Накопичується у вигляді зерен, головним чином в клітинах насіння, цибулин, бульб, а також в листі і стеблах. Крохмаль - білий порошок, нерозчинний в холодній воді. У гарячій воді він набухає і утворює клейстер.

2. Напишіть формули структурних ланок амілози і амілопектину.

  1. Опишіть біологічну роль крохмалю.

Крохмаль, будучи одним з продуктів фотосинтезу, широко поширений в природі. Для рослин він є запасом поживних речовин і міститься в основному в плодах, насінні і бульбах. Найбільш багате крохмалем зерно злакових рослин: рису (до 86%), пшениці (до 75%), кукурудзи (до 72%), а також бульби картоплі (до 24%). Для організму людини крохмаль поряд з сахарозою є основним постачальником вуглеводів - одного з найважливіших компонентів їжі. Під дією ферментів крохмаль гідролізується до глюкози, яка окислюється в клітинах до вуглекислого газу і води з виділенням енергії, необхідної для функціонування живого організму.

Розчин крохмалю у воді є неньютоновской рідиною.

4. Напишіть формулу структурної ланки целюлози.


Целюлоза в формі полімеру β-D-глюкози

5. Дайте характеристику будовою і біологічним значенням целюлози.

Целюлоза є полімером бета-глюкози. На відміну від крохмалю і глікогену цей полісахарид виконує структурну функцію.

Коли дві молекули бета-глюкози з'єднуються один з одним, група ОН при 1-м вуглецевому атомі може прийти в контакт з групою ОН при 4-м атомі лише в тому випадку, якщо одна з молекул буде повернута відносно іншої на 180 °. Пов'язано це з тим, що група ОН при 1-му атомі розташовується під площиною кільця, а група ОН при 4-м атомі - над нею.

Таким чином, кожен наступний залишок в молекулі целюлози повернуть щодо попереднього на 180 °. Саме це і відрізняє молекули целюлози від молекул крохмалю і дозволяє виготовляти з целюлози футболки, які ми всі носимо. Футболки з целюлози можна придбати як в магазинах, так і є можливість отримати футболки поштою Росії. Практично всі футболки виготовлені з бавовни, який і складається з целюлози особливої ​​форми.

В целюлозі укладено близько 50% вуглецю, що знаходиться в рослинах, і по загальній своїй масі целюлоза на Землі займає перше місце серед всіх органічних сполук. Практично всю целюлозу постачають рослини, хоча вона зустрічається також у деяких нижчих безхребетних і у примітивних груп грибів.

Така велика кількість целюлози на Землі, обумовлене тим, що у всіх рослин з неї побудовані клітинні стінки: в середньому 20-40% матеріалу клітинної стінки становить саме целюлоза. Будова молекул целюлози робить їх якнайкраще пристосованими для цієї ролі. Вони являють собою довгі ланцюга - приблизно з 10 000 залишків глюкози. Ці ланцюги, в яких залишки глюкози з'єднані бета-1,4-зв'язками, прямолінійні на відміну від ланцюгів крохмалю, альфа-1,4-зв'язку яких роблять їх здатними згинатися і згортатися.

З кожної такої ланцюга виступає назовні безліч ОН-груп. Ці групи спрямовані на всі боки і утворюють водневі зв'язки з сусідніми ланцюгами, що забезпечує жорстке поперечне зшивання всіх ланцюгів. За 60-70 ланцюгів об'єднані один з одним в мікро фібрили, а останні в свою чергу зібрані в пучки, т. Е. В більші структури, звані макро фибриллами.

Міцність на розрив при такій будові надзвичайно велика (деяке уявлення про це дає випробування на розрив такого матеріалу, як бавовна, що складається майже повністю з целюлози). У клітинній стінці шари целюлозних макро фібрил занурені в цементуючий матрикс, що складається з інших полісахаридів, що надає всій структурі ще більшу міцність.

Таким чином, рослинні клітини одягнені оболонкою, що складається з декількох шарів целюлози. Вона оберігає їх від розриву, коли всередину під дією осмотичних сил надходить вода, і вона ж в якійсь мірі визначає їх форму, оскільки напрямок, в якому може розтягуватися клітина, залежить від того, як розташовуються в клітинній стінці целюлозні шари.

З надходженням води клітина розтягується і всередині неї наростає тиск - клітина стає тургесцентной. У рослин, позбавлених деревини, саме тургесцентние клітини забезпечують рослині опору. При всій своїй міцності шари целюлози легко пропускають воду і розчинені в ній речовини - властивість, дуже суттєва для активно функціонують рослинних клітин.

Крім того що целюлоза є одним із структурних компонентів рослинних клітинних стінок, вона служить також і їжею для деяких тварин, бактерій і грибів. Фермент целюлоза, що розщеплює целюлозу до глюкози, порівняно рідко зустрічається в природі. Тому більшість тварин, в тому числі і людина, не можуть використовувати целюлозу, хоча вона являє собою практично невичерпний і потенційно дуже цінне джерело глюкози. Однак у жуйних тварин, наприклад у корови, в кишечнику мешкають в якості симбіонтів бактерії, які перетравлюють целюлозу. Надзвичайна різноманітність целюлози в природі і порівняно повільний її розпад важливі в екологічному плані, бо вони означають, що велика кількість вуглецю залишається «замкненим» в цій речовині, а між тим вуглець абсолютно необхідний всім живим організмам. Промислове значення целюлози величезна. З неї виготовляють, зокрема, бавовняні тканини, папір, клейку стрічку на паперовій основі і т. П ..

6. Наведіть приклади гетеро полісахаридів і охарактеризуйте їх біологічну роль.

Полісахариди, в структурі яких характерна наявність двох або більше типів моно мірних ланок, звуться гетеро полісахаридів.

Прийнято вважати, що, оскільки гетеро полісахариди частіше складаються тільки з двох різних мономерів, розташованих повторюваним чином, вони не є інформаційними молекулами.

Найважливіші представники гетеро полісахаридів в органах і тканинах тварин і людини - глікозаміноглікани (мукополісахариди). Вони складаються з ланцюгів складних вуглеводів, що містять аміноцукри і уроновие кислоти.

. Будова деяких складних полісахаридів (гликозамин-гліканов).

Протеоглікановие агрегат (схема).

Єдина довга молекула гіалуро-ната (1) нековалентно пов'язана з багатьма молекулами білка (2), кожна з яких містить кова-лентно пов'язані молекули хонд-роітінсульфата (3) і кератансуль-фата (4) Розрізняють шість основних класів гликозаминогликанов. Кожен з гликозаминогликанов містить характерну для нього повторювану дисахаридного одиницю; у всіх випадках (крім кератансульфатів) ця одиниця містить або глюкуроновую, або ідуроновая кислоту. Все глікозаміноглікани, за винятком гіалуронової кислоти, містять залишки моносахаридів з О-або N-сульфатною групою. Глікозаміноглікани значно різняться за розмірами, їх молекулярні маси в межах від 10 4 Нехай для гепарину до 10 7 Нехай для гіалуронової кіслоти.Виделенние індивідуальні глікозаміноглікани можуть містити суміш ланцюгів різної довжини (рис.1). Глікозаміноглікани як основне скріплює речовина пов'язані зі структурними компонентами кісток і сполучної тканини. Їх функція полягає також в утриманні великої маси води і в заповненні міжклітинної простору. Іншими словами, глікозаміноглікани - основний компонент позаклітинного речовини - ба-тінообразного речовини, що заповнює міжклітинний простір тканин. Вони також містяться у великих кількостях в синовіальній рідині - це в'язкий матеріал, що оточує суглоби, який служить мастилом і амортизатором. Оскільки водні розчини гликозаминогликанов гелеобразную, їх називають мукополисахаридами. Нарешті, якщо ланцюга глікозаміноглікану приєднані до білкової молекулі, відповідне з'єднання називають протеогліканів. Протеоглікани утворюють основну речовину позаклітинного матриксу. На відміну від простих гликопротеинов, які містять тільки кілька відсотків вуглеводів (по масі), протеоглікани можуть містити до 95% (і більше) вуглеводів (рис. 2).

Тема 4. Ліпіди.

1. Будова і властивості простих ліпідів.

Молекули простих ліпідів складаються зі спирту, жирних кислот, складних - зі спирту, високомолекулярних жирних кислот, можливі залишки фосфорної кислоти, вуглеводів, азотистих основ і ін.

Молекула простих ліпідів не містить атомів азоту, фосфору, сірки. До них відносять похідні) одноатомних (вищих з 14-22 атомами вуглецю) карбонових кислот та одно- і багатоатомних спиртів (в першу чергу трьох атомного спирту - гліцерину). Найбільш важливими і поширеними представниками простих ліпідів є ацил гліцерин. Широко поширені воски.

Ацілгліцеріни (гліцериди) - складні ефіри гліцерину і високомолекулярних карбонових кислот. Вони складають основну масу ліпідів (іноді до 95-96%) і саме їх називали маслом та жирами.

Воском називають складні ефіри високомолекулярних одноосновних карбонових кислот і одноосновних високомолекулярних (з 18-30 атомами вуглецю) спиртів, що входять до складу ліпідів:

Вони широко поширені в природі, покриваючи тонкіслоем листя, стебла, плоди рослин, оберігаючи їх від змочування водою, висихання, дії мікроорганізмів. Зміст їх в зерні і плодах невелика. В оболонках насіння соняшнику міститься 0,2% восків від маси оболонки, в сімей сої - 0,01, рису - 0,05%.

2.Напишіть загальну формулу жиру.

де R1, R2 і R3 - радикали (іноді - різних) жирних кислот.

3. Напишіть формули граничних жирних кислот: лауринової, миристиновой, пальмітинової і стеаринової.

Лауринова - З 11 Н 23 COOH;

Міристинова - З 13 Н 27 COOH;

Пальмітинова - CH3 (CH3) 14COOH;

Стеаринова - CH 3 (CH 2) 16 COOH.

4. Напишіть формули ненасичених жирних кислот: пальмітолеіновая, олеїнової, лінолевої, ліноленової, арахідонової.

Пальмітолеїнова - С15Н29СOOH;

Оленів - С17Н33СOOH;

Лінолева - С17Н31COOH;

Ліноленова - С17Н28COOH;

Арахидоновая - С19Н31COOH;

5. Наведіть формули восків: спермацету і бджолиного воску.

Спермацет - З 15 Н 31 Соос 16 Н 33;

Бджолиний - суміш складних ефірів (72%), насичених нерозгалужених вуглеводнів С21-С35 (12-15%) і карбонових кислот С16-С36 (15%), відносить. кол-ва яких брало залежать від умов харчування бджіл і ін. чинників. Отримують переробкою сот, обрізків вощини і воскових наростів в вуликах.

6. Розгляньте будову стиролів і стеринів.

Стирол являє собою безбарвну рідину-мономер, що містить альдегіди і кетони, які утворюються з стиролу на повітрі, має їдкий різкий запах. Температура кипіння стиролу + 145 ° С, температура замерзання -31 ° С, критична температура + 373 ° С. Прихована теплота випаровування 365 Дж / г, в'язкість 0,78 Па с, щільність 906 кг / м3, молекулярна маса 104.

Стерини є гідроароматичних спирти складної будови, що відносяться до групі не омильних речовин нейтрального характеру.

7. Опишіть фізіологічну роль холестерину і жовчних кислот.

Холестерин з'явився в еволюції разом з тваринами клітинами сотні мільйонів років тому. Рослинні клітини вкриті двома оболонками: одна - ніжна липидно-білкова, інша - міцна целюлозна. Клітини тварин тканин мають лише одну оболонку, але міцності липидно-білкової мембрани було недостатньо, особливо для тканин з механічними функціями і для «блукаючих» клітин, таких, як лімфоцити і еритроцити. Саме холестеринові молекули надають клітинним оболонкам тварин необхідну міцність. Структура цих молекул така, що вони можуть вбудовуватися між вуглеводневими ланцюжками жирних кислот клітинних мембран і «цементувати» ліпопротеїнову плівку.

Фізіологічною функцією жовчних кислот є участь в регуляції екскреторної функції печінки. Жовчні солі діють як фізіологічні проносні, посилюючи перистальтику кишечника. Цією дією холатов пояснюються раптові проноси при надходженні в кишечник великих кількостей концентрованої жовчі, наприклад при гипомоторной дискінезії жовчних шляхів. При закиданні жовчі в шлунок може розвиватися гастрит.

Складні ліпіди:

1. Напишіть схему будови фосфоліпідів.

Схема будови молекул фосфоліпідів.

2. Опишіть біологічну роль фосфоліпідів.

Головний ліпідний компонент клітинної мембрани. Вони супроводжують жирам в їжі і служать джерелом фосфорної кислоти, необхідний для життя людини.

Біологічна роль фосфоліпідів.

3. Розгляньте будову гликолипидов.

Гліколіпідами (від грец. Glykys-солодкий і ліпіди), з'єднання, побудовані з ліпідного і вуглеводного фрагментів, з'єднаних ковалентним зв'язком. Гліколіпіди широко поширені в природі (вони виявлені в тварин, рослинах і мікроорганізмах) і охоплюють різнорідні за структурою сполуки.

4. Опишіть біологічну роль гликолипидов.

Гліколіпіди - складні ліпіди, що містять у складі молекули вуглеводні групи (частіше залишок D-галактози). Гліколіпіди грають істотну роль у функціонуванні біологічних мембран. Вони містяться переважно в тканини мозку, але є також і в кров'яних клітинах і інших тканинах. Відомі три основні групи гликолипидов: цереброзидів, сульфатиди і гангліозиди. Цереброзидів не містять ні фосфорної кислоти, ні холіну.

Питання 5.

Охарактеризуйте фізіологічну роль і значення ліпідів для організму людини.

відповідь:

Ліпіди відіграють важливу роль в життєдіяльності організму. Загальна кількість жиру у здорової людини становить 10 - 20% від маси тіла, в разі ожиріння може досягати 50%. Існує кілька класів ліпідів, що значно відрізняються за структурою і за біологічними функціями. Власне жири (тригліцериди) представляють собою ефіри вищих жирних кислот і гліцерину. В організмі вони служать головним джерелом енергії і утворюють резерв енергетичного матеріалу. Серед харчових речовин жири володіють найбільшою енергетичною цінністю - при згорянні 1 г жиру утворюється 9 ккал, при згорянні білків і вуглеводів - приблизно 4 ккал. У багатьох тканинах навіть при збалансованому харчуванні для отримання енергії використовуються майже виключно жири, тоді як глюкоза зберігається для тканин, особливо в ній потребують (головний мозок, еритроцити). Жири виконують захисні функції. Навколо життєво важливих органів (нирки, статеві залози, тимус і ін.) Утворюються жирові капсули, які утримують їх в нормальному анатомічному положенні, оберігають від зсувів і травм. На поверхні шкіри жири утворюють водовідштовхувальну плівку, яка захищає тканини, як від втрати вологи, так і від перезволоження, а також має антимікробну дію. Крім цього підшкірний жир створює термоізоляційний покрив тіла. Жири є поганими провідниками тепла і оберігають внутрішні органи від переохолодження. Жирова тканина є місцем утворення гормону лептину, який надає різнобічну дію на організм людини.

Тема 5. Вітаміни.

Характеристика вітамінів.

1. Дайте визначення термінів: вітаміни, авітаміноз, гіпо- і гіпервітаміноз.

Вітаміни - група низькомолекулярних органічних сполук відносно простого будови і різноманітної хімічної природи.Це збірна, в хімічному відношенні, група органічних речовин, об'єднана за ознакою абсолютної необхідності їх для гетеротрофного організму в якості складової частини їжі. Вітаміни містяться в їжі в дуже малих кількостях, і тому ставляться до мікронутрієнтів.

Авітаміноз - захворювання, що є наслідком тривалого неповноцінного харчування, в якому відсутні будь-які вітаміни.

Гіповітаміноз - хворобливий стан, що виникає при порушенні відповідності між витрачанням вітамінів і надходженням їх в організм; то ж, що вітамінна недостатність.

Гіпервітаміноз - гострий розлад в результаті інтоксикації надвисокою дозою одного або кількох вітамінів (що містяться в їжі або вітамінсодержащіх ліках).

2. На чому заснована класифікація вітамінів? На які групи вітаміни поділяються.

Сучасна класифікація вітамінів не є досконалою. Вона заснована на фізико-хімічні властивості (зокрема, розчинності) або на хімічній природі, але до сих пір зберігаються і літерні позначення. Залежно від розчинності в неполярних органічних розчинниках або у водному середовищі розрізняють жиророзчинні і водорозчинні вітаміни. У класифікації вітамінів, крім літерного позначення, в дужках вказано основний біологічний ефект, іноді з приставкою «анти», що вказує на здатність даного вітаміну запобігати або усувати розвиток відповідного захворювання; далі наводиться номенклатурне хімічна назва кожного вітаміну.

Вітаміни, розчинні в жирах

1. Вітамін А (антіксерофтальміческій); ретинол

2. Вітамін D (антирахітичний); кальциферол

3. Вітамін Е (антістерільний, вітамін розмноження); токофероли

4. Вітамін К (антигеморрагический); нафтохінони

Вітаміни, розчинні у воді

1. Вітамін B1 (антіневрітний); тіамін

2. Вітамін В2 (вітамін росту); рибофлавін

3. Вітамін В6 (антідерматітний, адермін); піридоксин

4. Вітамін B12 (антианемічний); цианкобаламин; кобаламин

5. Вітамін РР (антипеллагрический, ніацин); нікотинамід

6. Вітамін Вс (антианемічний); фолієва кислота

7. Вітамін В3 (антідерматітний); пантотенова кислота

8. Вітамін Н (антісеборейний, фактор росту бактерій, дріжджів і грибків); біотин

9. Вітамін С (антискорбутний); аскорбінова кислота

10. Вітамін Р (капілляроукрепляющее, вітамін проникності); біофлаво-Ноїда

3. Дайте характеристику жиророзчинних: А, Д, Е, К і водорозчинних вітамінів: В1, В2, В3, РР, В6, В9, В12, В 15, С, Р, U за схемою:

  • хімічну будову вітаміну; харчові джерела,

  • фізіологічна роль, характеристика авітамінозу,

  • гіпо- та гипервитаминозов, антивітаміни;

  • фізіологічна роль і значення вітамінів.

А

Ретинол (істинний вітамін A, транс-9,13-диметил-7-(1,1,5-тріметілціклогексен-5-іл-6) -нонатетраен-7,9,11,13-ол) - жиророзчинний вітамін, антиоксидант. У чистому вигляді нестабільний, зустрічається тільки в продуктах тваринного походження. Тому проводиться і використовується в формах ретинолу ацетату і ретинолу пальмітату. Також може бути синтезований організмом з бета-каротину. Необхідний для зору і кісток, а також здоров'я шкіри, волосся і роботи імунної системи.

Ретинол є жиророзчинних, тому для його засвоєння харчовим трактом потрібні жири, а також мінеральні речовини. В організмі його запаси залишаються досить довго, щоб не поповнювати його запаси кожен день. Існує дві форми цього вітаміну: це готовий вітамін А (ретинол) і провітамін А (каротин), який в організмі людини перетворюється на вітамін A, тому його можна вважати рослинної формою вітаміну A. Вітамін A має блідо-жовтий колір, який утворюється з червоного рослинного пігменту бета-каротину.

Вітамін А бере участь в окисно-відновних процесах, регуляції синтезу білків, сприяє нормальному обміну речовин, функції клітинних і субклітинних мембран, відіграє важливу роль у формуванні кісток і зубів, а також жирових відкладень; необхідний для росту нових клітин, уповільнює процес старіння.

Вітамін А підтримує нічний зір шляхом утворення пігменту, званого родопсин, здатного вловлювати мінімальний світло, що дуже важливо для нічного зору. Він також сприяє зволоженню очей, особливо куточків, оберігаючи їх від пересихання і подальшого травмування рогівки.

Вітамін А необхідний для нормального функціонування імунної системи і є невід'ємною частиною процесу боротьби з інфекцією. Застосування ретинолу підвищує бар'єрну функцію слизових оболонок, збільшує фагоцитарну активність лейкоцитів і інших чинників неспецифічного імунітету. Вітамін А захищає від простуд, грипу та інфекцій дихальних шляхів, травного тракту, сечових шляхів. Наявність в крові вітаміну А є одним з головних факторів, відповідальних за те, що діти в розвиненіших країнах набагато легше переносять такі інфекційні захворювання як кір, вітряна віспа, тоді як в країнах з низьким рівнем життя набагато вище смертність від цих «нешкідливих» вірусних інфекцій. Забезпеченість вітаміном А продовжує життя навіть хворим на СНІД.

Ретинол необхідний для підтримки і відновлення епітеліальних тканин, з яких складаються шкіра і слизові покриви. Не дарма практично у всіх сучасних косметичних засобах містяться ретиноїди - його синтетичні аналоги. Дійсно, вітамін А застосовується при лікуванні практично всіх захворювань шкіри (акне, прищі, псоріаз і т. Д.). При пошкодженнях шкіри (рани, сонячні опіки) вітамін А прискорює процеси загоєння, а також стимулює синтез колагену, покращує якість знову утворюється тканини і знижує небезпеку інфекцій.

З огляду на свій тісний зв'язок із слизовими оболонками і епітеліальними клітинами вітамін А благотворно впливає на функціонування легенів, а також є доповненням, що стоїть при лікуванні деяких хвороб шлунково-кишкового тракту (виразки, коліти).

Ретинол необхідний для нормального ембріонального розвитку, харчування зародка і зменшення ризику таких ускладнень вагітності, як мала вага новонародженого.

Д

Група біологічно активних речовин (в тому числі ергокальциферол і холекальциферол). Вітаміни групи D є незамінною частиною харчового раціону людини. Добова потреба: 10-25 мкг

Розчинний в жирах. Складається з ФЕРОЛІТ, які купують активність при ультрафіолетовому опроміненні. В організмі цей процес здійснюється в шкірі. Дефіцит вітаміну D - явище дуже поширене, і може викликати проблеми росту клітин органів, найбільшим з яких є шкіра. Вчені також займаються пошуками докази того, що довготривалий дефіцит вітаміну D призводить до захворювання на рак.

Вітамін D регулює засвоєння мінералів кальцію і фосфору, рівень вмісту їх в крові і надходження їх в кісткову тканину і зуби. Разом з вітаміном A і кальцієм або фосфором захищає організм від застуди, діабету, очних і шкірних захворювань. Він також сприяє запобіганню зубного карієсу і патологій ясен, допомагає боротися з остеопорозом і прискорює загоєння переломів.

Е

Група жиророзчинних біологічно активних речовин (токофероли і токотрієноли), які проявляють антиоксидантні властивості.

У природі існує у вигляді суміші чотирьох структурних ізомерів токоферолов і чотирьох відповідних їм токотрієноли, що відрізняються біологічною активністю і виконуваними в тілі функціями.

Вітамін Е - жиророзчинний вітамін, тобто він розчиняється і залишається в жирових тканинах тіла, тим самим зменшуючи потребу в споживанні великих кількостей вітаміну. Ознаки дефіциту жиророзчинних вітамінів проявляються не відразу, тому його важко діагностувати.

Вітамін Е присутній у багатьох продуктах, особливо їм багаті деякі жири і масла. Зокрема, він міститься в таких продуктах: горіхи, масла, шпинат, соняшникова олія і насіння, цільні зерна, лосось, печінку, яєчний жовток, овес.

Вітамін Е запобігає утворенню тромбів і сприяє їх розсмоктуванню. Він також покращує фертильність, зменшує і запобігає припливи в клімактеричний період. Вітамін Е також використовується в косметології для збереження молодості шкіри, він сприяє загоєнню шкіри і зменшує ризик утворення рубцевої тканини. Крім того, токоферол допомагає при лікуванні екземи, виразок шкіри, герпесу і лишаю. Вітамін Е дуже важливий для червоних кров'яних тілець, він покращує дихання клітин і зміцнює витривалість.

Гіпоавітаміноз α-токоферолу як основний антиоксидантної системи організму призводить до порушення метаболізму вітаміну А (токоферол - стабілізатор неграничними бічного ланцюга ретинолу), а також до порушень в мембранах клітин, так як вітамін Е - стерическое стабілізатор фосфоліпідного шару біологічних мембран. А це в свою чергу веде до порушення транспорту кисню, безпліддя і т. Д. (Внаслідок деградації мембран еритроцитів і сім'яників відповідно).

Слід також зауважити, що гіпо і гіперавітамінозние стану у людини при збереженні нормальних функцій організму не зустрічаються. Їх можна спостерігати при різного роду захворюваннях - таких, як цироз печінки, печінкова ліподистрофія та ін.

Брак вітаміну E може служити однією з причин млявості і недокрів'я.

До

Відноситься до групи ліпофільних (жиророзчинних) і гідрофобних вітамінів, необхідних для синтезу білків, що забезпечують достатній рівень коагуляції. Хімічно, є похідним 2-метил-1,4-нафтохінону. Відіграє значну роль в обміні речовин в кістках і в сполучній тканині, а також в здоровій роботі нирок. У всіх цих випадках вітамін бере участь в засвоєнні кальцію та в забезпеченні взаємодії кальцію і вітаміну D. У інших тканинах, наприклад, в легенях і в серці, теж були виявлені білкові структури, які можуть бути синтезовані тільки за участю вітаміну К.

Вітамін K визначають як групу ліпофільних (гідрофобних) вітамінів. Вітамін K2 (менаквінон, менатетренон) продукується бактеріями в кишечнику, тому його недостатність проявляється рідко, переважно при дисбактеріозах.

Вітамін K бере участь в карбоксилювання залишків глутамінової кислоти в поліпептидних ланцюгах деяких білків. В результаті такого ферментативного процесу відбувається перетворення залишків глутамінової кислоти в залишки гамма-карбоксілглутаміновой кислоти (скорочено Gla-радикали). Залишки гамма-карбоксілглутаміновой кислоти (Gla-радикали), завдяки двом вільним карбоксильних груп, беруть участь в зв'язуванні кальцію. Gla-радикали відіграють важливу роль у біологічній активності всіх відомих Gla-білків.

Дефіцит вітаміну К може розвиватися через порушення засвоєння їжі в кишечнику (такі як закупорка жовчної протоки), через терапевтичного або випадкового всмоктування антагоністів вітаміну K, або, дуже рідко, дефіцитом вітаміну К в раціоні. В результаті набутого дефіциту вітаміну К Gla-радикали формуються не повністю, внаслідок чого Gla-білки не в повній мірі виконують свої функції. Вищеописані фактори можуть привести до наступного: рясні внутрішні крововиливи, окостеніння хрящів, серйозна деформація розвиваються кісток або відкладення солей на стінках артеріальних судин.

В 1

Водорозчинний вітамін, з'єднання, що відповідає формулі C12H27N4OS. Безбарвна кристалічна речовина, добре розчинна у воді, нерозчинний в спирті. Руйнується при нагріванні. Християн Ейкман припустив існування паралітичного отрути в ендоспермі рису, і корисних для організму речовин, що виліковують хвороба бері-бері в рисових висівках. За дослідження, які привели до відкриття вітамінів, Ейкман отримав в 1929 році Нобелівську премію в галузі медицини. У 1911 році Казимир Функ отримав біологічно активна речовина з рисових висівок, яке назвав вітаміном, так як молекула містила азот.

Відомий як вітамін B1 тіамін грає важливу роль в процесах метаболізму вуглеводів і жирів. Речовина необхідно для нормального протікання процесів росту і розвитку і допомагає підтримувати належну роботу серця, нервової і травної систем. Тіамін, будучи водорозчинним з'єднанням, що не запасається в організмі і не має токсичними властивостями.

Гіпервітаміноз для тіаміну не характерний. Парентеральне введення вітаміну B1 у великій дозі може викликати анафілактоїдні шок внаслідок здатності тіаміну викликати неспецифічну дегрануляцію тучних клітин.

В 2

Один з найбільш важливих водорозчинних вітамінів, кофермент багатьох біохімічних процесів.

Рибофлавін є біологічно активною речовиною, що грає важливу роль у підтримці здоров'я людини. Біологічна роль рибофлавіну визначається входженням його похідних флавінмононуклеотіда (FMN) і флавінаденіндінуклеотіда (FAD) до складу великого числа найважливіших оксілітельно-відновлювальних ферментів в якості коферментів.

Флавіновие ферменти беруть участь в окисленні жирних, бурштинової і інших кислот; інактивують і окислюють високотоксичні альдегіди, розщеплюють в організмі чужорідні D-ізомери амінокислот, що утворюються в результаті життєдіяльності бактерій; беруть участь в синтезі коферментних форм вітаміну B6 і фолацина; підтримують у відновленому стані глутатіон і гемоглобін.

У ферментах коферменти функціонують як проміжні переносники електронів і протонів, відщеплюється від окисляемого субстрату.

Вітамін B2 необхідний для утворення еритроцитів, антитіл, для регуляції росту і репродуктивних функцій в організмі. Він також необхідний для здорової шкіри, нігтів, росту волосся і в цілому для здоров'я всього організму, включаючи функцію щитовидної залози.

Зовнішніми проявами недостатності рибофлавіну у людини є ураження слизової оболонки губ з вертикальними тріщинами і злущування епітелію (хейлоз), виразки в кутах рота (ангулярний стоматит), набряк і почервоніння язика (глосит), себорейний дерматит на носо-губної складки, крилах носа, вухах, повіках . Часто розвиваються також зміни з боку органів зору: світлобоязнь, васкуляризація рогової оболонки, кон'юнктивіт, кератит і в деяких випадках - катаракта. У ряді випадків при авітамінозі мають місце анемія і нервові розлади, що проявляються в м'язової слабкості, пекучих болях в ногах і ін.

Основні причини нестачі рибофлавіну у людини - недостатнє споживання продуктів містять цей вітамін; неправильне зберігання і приготування продуктів, які містять даний вітамін, внаслідок чого вміст вітаміну різко зменшується; хронічні захворювання шлунково-кишкового тракту, прийом медикаментів, які є антагоністами рибофлавіну.

В3 і РР

Достатнє надходження цього вітаміну з їжею - застава нормального функціонування травної системи. Він необхідний для білкового і вуглеводного обмінів. В результаті цього шкіра має здоровий і доглянутий вигляд. Сонливість, стан депресії, карієс зубів, запах з рота - це все недолік вітаміну В3. Крім цього найчастіше схильність до запорів обумовлена ​​дефіцитом у раціоні продуктів багатих ниацином.

Міститься в тих же продуктах, що і вітаміни В1 і В2, але найцінніші вітаміном РР дріжджі і висівки.

О 6

B харчових продуктах вітамін В6 зустрічається в трьох видах: піридоксин, піридоксаль, піридоксамін, які приблизно однакові за своєю біологічною активності.

Вітамін B6 (піридоксин) використовується, перш за все, як стимулятор в обміні речовин. Він синтезує фермент, який бере участь в переробці амінокислот і регулює засвоєння білка. Піридоксин бере участь у виробництві кров'яних тілець і їх фарбувального пігменту - гемоглобіну і бере участь в рівномірному постачанні клітин глюкозою.

Гіпервітаміноз розвивається при тривалому вживанні у великих дозах. Характеризується зниженням вмісту білка в м'язовій тканині і внутрішніх органах. На ранніх стадіях можуть з'явитися висипання на шкірі, помутніння свідомості і запаморочення, судоми. Лікування: обмеження препарату, симптоматичне.

О 9

Водорозчинний вітамін B9 необхідний для росту і розвитку кровоносної та імунної систем. Поряд з фолієвою кислотою до вітамінів належать і її похідні, в тому числі ди-, три-, поліглютамату і інші. Всі такі похідні разом з фолієвою кислотою об'єднуються під назвою фолацин.

О 12

B12 має найскладнішу в порівнянні з іншими вітамінами структуру, основою якої є корріновое кільце. Коррін багато в чому аналогічний Порфірини (складній структурі, що входить до складу гема, хлорофілу і цитохромів), але відрізняється від порфирина тим, що два піррольних циклу в складі Корріна з'єднані між собою безпосередньо, а не метиленовим містком. У центрі корріновой структури розташовується іон кобальту. Чотири координаційних зв'язку кобальт утворює з атомами азоту. Ще одна координаційна зв'язок з'єднує кобальт з діметілбензімідазольним нуклеотидів. Остання, шоста координаційна зв'язок кобальту залишається вільною: саме по цьому зв'язку і приєднується ціаногрупи, гідроксильна група, метильний або 5'-дезоксіаденозільний залишок з утворенням чотирьох варіантів вітаміну B12, відповідно. Ковалентний зв'язок вуглець-кобальт в структурі цианокобаламина - єдиний в природі приклад ковалентного зв'язку метал-вуглець.

Необхідний для життєдіяльності клітин нервової тканини і клітин кісткового мозку. При нестачі цианокоболамина розвивається важке захворювання В12 - дефіцитна анемія, з поразкою кліток крові. Одного разу виникнувши, це захворювання вимагає довічної терапії ін'єкціями вітаміну В12.

Джерелами цього вітаміну є нежирне м'ясо, субпродукти, риба, молюски.

В15

Вітамін В15, пангамовая кислота, пангамат кальцію - фізіологічно активну водорозчинне з'єднання, що володіє витаминоподобними властивостями. Бо ж не доведено, що недостатність пангамовой кислоти в організмі людини призводить до порушення обміну речовин, отже, вона не є вітаміном. Правильніше називати її вітаміноподібною речовиною.

Вітамін В 15 стимулює роботу надниркових залоз, печінки, впливає на обмін кисню в клітинах тканин. Покращує тканинне дихання, підвищує використання кисню в тканинах і бере участь в окислювальних процесах, стимулюючи їх, у зв'язку з чим використовується при гострих і хронічних інтоксикаціях. Покращує ліпідний обмін, знижує рівень холестерину в крові. Стимулює синтез білків. Стимулює імунні реакції.

При нестачі пангамовой кислоти в організмі можуть відзначатися нервові розлади, порушення роботи залоз, недостатність постачання тканин організму киснем і захворювання серцево-судинної системи (слід враховувати, що дослідження були обмежені). Можливий розвиток підвищеної стомлюваності.

Проведені дослідження дозволяють рекомендувати пангамовая кислоту для використання в комплексному лікуванні при наступних патологіях: різні форми атеросклерозу, пневмосклероз, склероз судин головного мозку, бронхіальна астма, емфізема легенів, хронічні гепатити, хронічна алкогольна інтоксикація, початкова стадія цирозу печінки, сверблячідерматози, ревматизм, а також хронічна серцева недостатність.

Вітамін B 15 призначається для кращої переносимості сульфаніламідів, кортикостероїдів і протитуберкульозних засобів.

Пангамовая кислота досить широко поширена в продуктах харчування. Міститься в насінні багатьох рослин. Продукти багаті вітаміном В 15: Насіння рослин (гарбуз, кунжут, соняшник), пивні дріжджі, цільний коричневий рис, незбиране зерно, диня і кавун, кісточки абрикосів, горіхи, мигдаль, печінку.

Руйнується в воді і під впливом світла.

З

Органічна сполука, родинне глюкози, є одним з основних поживних речовин в людському раціоні, яке необхідно для нормального функціонування сполучної і кісткової тканини. Виконує біологічні функції відновлення і коферменту деяких метаболічних процесів, розглядається в якості антиоксиданту. Біологічно активний тільки один з ізомерів - L-аскорбінова кислота, який називають вітаміном C.

Освіта колагену, серотоніну з триптофану, освіта катехоламінів, синтез кортикостероїдів. Аскорбінова кислота також бере участь у перетворенні холестерину в жовчні кислоти.

Вітамін С необхідний для детоксикації в гепатоцитах при участі цитохрому P450. Вітамін С сам нейтралізує супероксид-аніон радикал до перекису водню.

Відновлює убіхінон і вітамін Е. Стимулює синтез інтерферону, отже, бере участь в іммуномодулірованіі. Перекладає двовалентне залізо в тривалентне, тим самим сприяє його всмоктуванню.

Гальмує глікозилювання гемоглобіну, гальмує перетворення глюкози в сорбітол.

Вітамін С - сильний антиоксидант - захищає ліпопротеїни від окислення, антиатерогенного молекула.

Серед симптомів нестачі в організмі вітаміну С знаходяться слабкість імунної системи, кровоточивість ясен, блідість і сухість шкіри, сповільнене відновлення тканин після фізичних ушкоджень (рани, синці), потускнение і випадання волосся, ламкість нігтів, млявість, швидка стомлюваність, ослаблення м'язового тонусу, ревматоїдні болю в крижах і кінцівках (особливо нижніх, болю в ступнях), розхитування і випадання зубів; крихкість кровоносних судин призводить до кровоточивості ясен, крововиливів у вигляді темно-червоних плям на шкірі.

Надлишок вітаміну C може викликати роздратування сечового тракту (при тривалому вживанні), свербіж шкіри, пронос, проте виразних результатів клінічних досліджень на цю тему не представлено.

Р

Функціонально вітамін Р бере участь разом з вітаміном C в окисно-відновних процесах в організмі. Вітамін Р здатний частково знімати гостроту авітамінозу С, зменшуючи проникність і ламкість капілярних судин. Вітаміни Р оберігають аскорбінову кислоту і адреналін від окислення.

Вітамін P нормалізує і підтримує структуру, еластичність, функцію і проникність кровоносних судин, попереджає їх склеротическое поразку, сприяє підтримці нормального тиску крові, проявляє протизапальну і антиалергічну дію, сприяє розширенню судин, виявляє протинабрякову і м'яку спазмолітичну дію. Висловлюється думка, що вітамін P може м'яко стимулювати функцію кори надниркових залоз і тим самим збільшувати синтез глюкокортикоїдів, що надають лікувально-профілактичну дію при багатьох станах. Вважають, що вітамін Р при дозах до 60 мг на добу (при прийомі принаймні протягом чотирьох тижнів) здатний знижувати рівень внутрішньоочного тиску, що застосовується з профілактичною метою і для допоміжної терапії глаукоми.

Залежно від структури флавоноїди також надають антіязвенний, гіпоазотеміческое, протизапальну, протипухлинну, радіопротекторну, жовчогінну та інші дії на організм.

Міститься в лимонах і апельсинах (біла шкірка і междольковая частина), абрикосах, чорній смородині, перці, гречці, капусті, салаті, помідорах, винограді, руті, шипшині, малині, зеленому листі чаю та інших продуктах.

Вітамін P містять такі екстракти соків: аронія, чорниця, горобина.

У промислових обсягах, для фармацевтичної і харчової індустрії флавоноїди, а саме дигідрокверцетин, витягуються з модрини сибірської і модрини даурской.

Добова потреба дорослої людини - 25-50 мг.

U

(Син. S-метілметіонін) загальна назва витаминоподобних речовин - Метілметіонінсульфонія і Метілметіонінсульфонія хлориду, що беруть участь в обміні речовин в якості джерела вільних метильних груп і надають липотропное дію, аналогічну дії метіоніну, холіну і бетаїну; міститься в сирих овочах.

4. Застосування і функції вітамінів.

Вітаміни беруть участь в безлічі біохімічних реакцій, виконуючи каталітичну функцію в складі активних центрів великої кількості різноманітних ферментів або виступаючи інформаційними регуляторними посередниками, виконуючи сигнальні функції екзогенних прогормонов і гормонів.

Вони не є для організму постачальником енергії і не мають суттєвого пластичного значення. Однак вітамінам відводиться найважливіша роль в обміні речовин.

Концентрація вітамінів в тканинах і добова потреба в них невеликі, але при недостатньому надходженні вітамінів в організм наступають характерні і небезпечні патологічні зміни.

Більшість вітамінів не синтезуються в організмі людини. Тому вони повинні регулярно і в достатній кількості надходити в організм з їжею або у вигляді вітамінно-мінеральних комплексів і харчових добавок. Виняток становить вітамін К, достатня кількість якого в нормі синтезується в товстому кишечнику людини за рахунок діяльності бактерій.

З порушенням надходження вітамінів в організм пов'язані 3 принципових патологічних стани: нестача вітаміну - гіповітаміноз, відсутність вітаміну - авітаміноз, і надлишок вітаміну - гіпервітаміноз.

Відомо близько півтора десятків вітамінів. Виходячи з розчинності, вітаміни ділять на жиророзчинні - A, D, E, F, K і водорозчинні - всі інші. Жиророзчинні вітаміни накопичуються в організмі, причому їх депо є жирова тканина і печінку. Водорозчинні вітаміни в істотних кількостях не депонуються, а при надлишку виводяться. Це з одного боку пояснює те, що досить часто зустрічаються гіповітаміноз водорозчинних вітамінів, а з іншого - іноді спостерігаються гіпервітамінозу жиророзчинних вітамінів.

Вітаміни відрізняються від інших органічних харчових речовин тим, що не включаються в структуру тканин і не використовуються організмом як джерело енергії (не володіють калорійністю).

5. Які вітаміни накопичуються в організмі?

Жиророзчинні вітаміни (A, D, E, F, K) накопичуються в організмі, причому їх депо є жирова тканина і печінку.

6. Які вітаміни необхідно вживати щодня?

Водорозчинні. А, В1, В2, В6, В12, С, Калій.

7. Роль вітамінів в обміні речовин.

Для кожної нової клітини необхідні вітаміни. Вони входять до складу багатьох ферментів і впливають на перетворення поживних речовин в клітинах і тканинах. Вони беруть участь в складних ланцюгах хімічних перетворень. Нестача вітамінів або відсутність їх в організмі викликає порушення обміну речовин, а тому розвиваються різні захворювання.

Кожен вітамін виконує свою певну функцію в організмі. Вітамін А - складова частина світлочутливого речовини в сітківці ока. Він необхідний для росту клітин.

Для нормального розпаду вуглеводів в тканинах необхідний вітамін В1.Он бере участь в перетвореннях складних вуглеводів в більш прості. А оскільки в них особливо потребують мозок і серце, то нестача вітаміну насамперед позначається на їх роботі.

Вітамін В6 бере участь у білковому обміні, вітамін D впливає на відкладення солей Ca і Р в зростаючої кістки. Вітаміни В1, В2, В6, РР необхідні для дихання клітин. Вітамін С впливає на хід окислювальних реакцій в живому організмі.

Вітаміни A, D, E, B6 допомагають засвоєнню їжі і перетворення речовин. Вітамін В12 забезпечує нормальний розвиток еритроцитів, а вітамін К впливає на згортання крові.

8. Який з вітамінів впливає на розвиток скелета?

Вітамін А.

9. Чи можна вживати надмірну кількість вітамінів А, Д, Е і К?

Ні.

10. Прийом, яких вітамінів сприяє зміцненню імунітету?

С, Р, А, К, В1, В2, В6, РР, Е.

11. Які вітаміни необхідні спортсменам при збільшенні навантажень?

На сьогоднішній день фахівці мають чітке уявлення про те, які вітаміни обов'язково повинні бути включені в раціон харчування спортсменів, як професіоналів, так і любителів.

Вітамін А

Вітамін А визначає темпи і кількість утворення глікогену в організмі. Від нього залежать не тільки щільність м'язів і їх обсяги, але і потенційна здатність спортсмена до високоінтенсивних, що вимагає великих енерговитрат, тренувань. Дефіцит цієї речовини здатний звести до нуля послетренировочное відновлення. Саме тому спортсмен повинен збагачувати свій раціон продуктами, які містять Вітамін А: печінкою, морквою, вершками, шпинатом, сиром, гарбузом, риб'ячим жиром. Для нормального засвоєння вітаміну А необхідна присутність в раціоні жирів і білків.

Вітамін В1 (тіамін)

Вітамін В1 дуже важливий для спортсменів, оскільки від нього цілком залежить вуглеводний обмін. Якщо цієї речовини в організмі не вистачає, з'їдені вуглеводи не засвоюються, а в організмі накопичуються токсичні продукти проміжного обміну вуглеводів - молочна та піровиноградна кислоти. Крім того, Вітамін В1 є необхідним помічником при виробленні енергії і бере участь в діленні клітин. Тіамін містять боби, зернові та насіння, м'ясо (особливо свинина), печінка, пивні дріжджі.

Вітамін В2 (Рибофлавін)

Цей вітамін відіграє важливу роль при створенні пружних м'язів. Між м'язовими обсягами і засвоєнням Вітаміну В2 вченими відзначена стійкий зв'язок. Пояснюється це участю Рибофлавіну в білковому обміні. Дослідження показали, що заняття будь-яким видом спорту викликають підвищену витрату Вітаміну В2. Крім того, саме ця речовина стимулює виробництво енергії в клітинах тіла. У зв'язку з цим спортсмени повинні обов'язково приймати Вітамін В2 додатково. Відмінним джерелом Рибофлавіну є яйця, м'ясо, риба, печінка, молочні продукти, гречка, вівсянка, брокколі, шпинат.

Вітамін В3 (Ніацин)

Цей вітамін бере участь в 60 метаболічних процесах, що мають на меті отримання енергії. У разі гострого браку ніацин організм здатний самостійно синтезувати його з амінокислоти під назвою триптофан. Вітамін В3 містять: яловича печінка, дріжджі, морква, сир, кропива, фініки, яйця, риба, м'ята перцева, молоко, арахіс, щавель, свинина, картопля, плоди шипшини, помідори.

Вітамін В5 (Пантотенова кислота)

Ті, хто займається важкою фізичною працею або спортом, зменшують запаси цієї речовини. У цьому причина того, що висококласні спортсмени після важких, виснажливих змагань часто бувають близькі до нервового зриву і не в змозі впоратися зі стресом. Тому їм необхідно включити в свій раціон продукти, які містять Вітамін В5. Природні джерела, багаті пантотенова кислота: печінку, арахіс, цільне зерно, зернові паростки, пивні дріжджі, висівки, яєчний жовток, куряче м'ясо і брокколі.

Вітамін В6 (Піридоксин)

Спортсмени відчувають підвищену потребу в Вітаміні В6, оскільки він бере участь у всіх процесах росту білкових тканин. Зустрічаються спортсмени, які приходять у відчай від того, що, незважаючи на виснажливі тренування, не можуть позбавитися від зайвої ваги. Фігура з відвислим животом зазвичай у тих, хто зловживає солоною їжею або вживає недостатньо Вітаміну В6. Це призводить до скупчення рідини (набряки) в організмі. Щоб збільшити вміст Піридоксину в крові, необхідно вживати пивні дріжджі, печінка, сир, соєві боби, банани, капусту, домашню птицю, яловичину, тунець, свинину, нирки, горх, лосось, картопля, волоські горіхи і арахіс, гречку, авокадо.

Вітамін В12 (Ціанкобаламін)

Для спортсменів головна роль Вітаміну В12 полягає в тому, що він безпосередньо впливає на зростання м'язів, оскільки бере участь в процесах білкового обміну і синтезу амінокислот. Крім того, Вітамін В12 активізує енергообмін в організмі. Важливо й те, що ця речовина підтримує життєдіяльність нервових клітин спинного мозку, через які відбувається загальне управління мускулатурою тіла. Вітамін В12 міститься тільки в продуктах тваринного походження (печінка, яловичина, куряче м'ясо, яйця, сир, риба). На думку ряду дієтологів, споживання білого хліба, особливо дріжджового, погіршує засвоєння вітаміну В12. Тому всім, хто бажає наростити м'язову масу, рекомендують виключити зі свого раціону хліб і перейти на крупи. __Вітамін С (аскорбінова кислота)

Вітамін С - це "король м'язової маси"

Саме від нього залежить засвоєння харчового білка і подальший синтез нових білкових структур. Потреба в Вітаміні З виникає у тих спортсменів, чий вид спорту вимагає підвищеної витривалості. Максимальна кількість цього вітаміну міститься в цитрусових, чорній смородині, помідорах, солодкому перці, брокколі, динях, сирої капусти і зелені. Вітамін С є найсильнішим стимулятором анаболізму мускулатури. Проте, приймати його спортсменам слід обережно.

Вітамін D (кальциферол)

Завдяки цьому вітаміну в організмі відбувається засвоєння кальцію і фосфору - двох мікроелементів, необхідних для м'язового скорочення. Дефіцит Вітаміну D призводить до зменшення силової витривалості. Цікаво, що утворюватися Вітамін D може в організмі самостійно (під дією на шкіру сонячних променів). Ось тому помірне перебування на пляжі сприяє підвищенню фізичного тонусу. Як показали дослідження, штучне опромінення штангістів ультрафіолетом в солярії призводить до збільшення результатів на 4-5%. Основне джерело Вітаміну D - печінка риб, морських тварин і рогатої худоби, зернові проростки, пивні дріжджі, яйця, вершкове масло.

Вітамін Е (Токоферол)

Люди, що займаються спортом, повинні звертати особливу увагу на поповнення запасів вітаміну Е. Справа в тому, що достатній рівень Вітаміну Е в організмі сприяє розвитку м'язів і нормалізує м'язову діяльність, запобігаючи розвитку м'язової слабкості і втоми. Ця здатність використовується в спортивній медицині як засіб нормалізації м'язової діяльності в період "ударних" тренувань. Вітамін Е міститься в рослинній олії, насінні соняшнику, мигдалі, арахісі.

Вітамін H (Біотин)

Даний вітамін грає величезну роль в метаболізмі амінокислот, а також в процесах, що забезпечують м'язи енергією. Нерідко саме дефіцит вітаміну H служить причиною повільного зростання м'язової "маси". Брак цієї речовини може виникнути в силу поширеною серед спортсменів звички їсти яйця сирими. У кишечнику людини Вітамін H вступає в зв'язок з іншим з'єднанням яєчного білка - авіданом. В результаті утворюється трудноперевариваемое з'єднання, яке позбавляє прийом біотин всякого сенсу. Хоча прийом яєчного білка сирим і вважається серед спортсменів (наприклад, культуристів) більш ефективним, однак від нього варто відмовитися не тільки через блокування Вітаміну Н. Сирі яйця несуть в собі небезпеку важкого кишкового захворювання - сальмонельозу. Біотин широко поширений в природі і міститься як в продуктах рослинного, так і тваринного походження. Найбільші концентрації вітаміну H припадають на печінку, нирки, соєві боби, яєчний жовток, волоські горіхи, дріжджі пресовані, арахіс.

12. Добова доза, якого вітаміну слід збільшити при вживанні додаткових кількостей білка з метою нарощування м'язової маси?

Біотин (вітамін Н). Хоча досліджень по ролі біотину в спорті дуже мало, він потрапив до нашого списку через важливої ​​ролі в метаболізмі амінокислот і отриманні енергії з різноманітних джерел. Це з'єднання має привертати увагу тих, хто піклується про збалансованість свого харчування. Одна з причин можливих труднощів з біотином - його нейтралізація авидином, що містяться в сирих яєчних білках. Культуристи, едящие сирі білки або НЕ доварювати їх до необхідного стану, можуть зазнавати труднощів з ростом, якщо споживають близько 20 білків в день.

Джерела: дріжджі, печінка, яєчний жовток, соя, зернові.

13. Який вітамін необхідно ввести в раціон при тренуваннях в гірських умовах?

Багатьма дослідниками було показано важливість посиленої вуглеводної дієти, яка робить сприятливий ефект в умовах гіпоксії в декількох напрямках: вона полегшує симптоми гострої гірської хвороби, сприяє збільшенню вмісту глікогену в клітинах м'язів і печінки, покращує працездатність, стимулює легеневу вентиляцію. Спираючись на ці відомості, слід вжити особливих заходів для збільшення вуглеводної частини раціону харчування спортсменів при тренуваннях в умовах зниженого тиску кисню. Відзначається також корисність прийому вітаміну Е, тому що він надає профілактичний ефект на реологічні властивості крові, на які поєднаний ефект гіпоксії з фізичними навантаженнями виробляє несприятливу дію.

14. Які вітаміни сприяють поліпшенню спортивних результатів в різних видах спорту?

Одним з найважливіших компонентів збалансованого харчування спортсменів є отримання з їжею (або додатково зі спеціальними препаратами) необхідної кількості вітамінів. На думку фахівців, добові потреби людей, що займаються різними видами спорту, в вітамінах складають:

Біг на середні і довгі дистанції

Вітамін А - 3,8мг Вітамін В1 - 4 мг Вітамін В2 - 4,8мг Вітамін В3 - 17 мг Вітамін В6 - 9мг Вітамін В12 - 0,01 мг Вітамін С - 250мг Вітамін Е - 40мг

Боротьба, бокс

Вітамін А - 3,8мг Вітамін В1 - 4 мг Вітамін В2 - 5,2мг Вітамін В3 - 20мг Вітамін В6 - 10 мг Вітамін В12 - 0,009мг Вітамін С - 250мг Вітамін Е - 30мг

велотрек

Вітамін А - 3,6мг Вітамін В1 - 4 мг Вітамін В2 - 4,6мг Вітамін В3 - 17 мг Вітамін В6 - 7мг Вітамін В12 - 0,01 мг Вітамін С - 200мг Вітамін Е - 35мг

Гімнастика, фігурне катання

Вітамін А - 3 мг Вітамін В1 - 3,5мг Вітамін В2 - 4 мг Вітамін В3 - 16мг Вітамін В6 - 7мг Вітамін В12 - 0,003мг Вітамін С - 120мг Вітамін Е - 30мг

Ігрові види

Вітамін А - 3,7мг Вітамін В1 - 4,2мг Вітамін В2 - 4,8мг Вітамін В3 - 18мг Вітамін В6 - 9мг Вітамін В12 - 0,008мг Вітамін С - 240мг Вітамін Е - 35мг

Ковзанярський спорт

Вітамін А - 3,5мг Вітамін В1 - 4 мг Вітамін В2 - 4,4мг Вітамін В3 - 18мг Вітамін В6 - 9мг Вітамін В12 - 0,009мг Вітамін С - 200мг Вітамін Е - 40мг

культуризм

Вітамін А - 3,8мг Вітамін В1 - 4 мг Вітамін В2 - 5,5мг Вітамін В3 - 20мг Вітамін В6 - 10 мг Вітамін В12 - 0,009мг Вітамін С - 210мг Вітамін Е - 35мг

Легка атлетика

Вітамін А - 3,5мг Вітамін В1 - 3,6мг Вітамін В2 - 4,2мг Вітамін В3 - 18мг Вітамін В6 - 8мг Вітамін В12 - 0,008мг Вітамін С - 200мг Вітамін Е - 26мг

марафон

Вітамін А - 3,8мг Вітамін В1 - 5 мг Вітамін В2 - 5 мг Вітамін В3 - 19мг Вітамін В6 - 10 мг Вітамін В12 - 0,01 мг Вітамін С - 350мг Вітамін Е - 45мг

плавання

Вітамін А - 3,8мг Вітамін В1 - 3,9мг Вітамін В2 - 4,5мг Вітамін В3 - 18мг Вітамін В6 - 8мг Вітамін В12 - 0,01 мг Вітамін С - 250мг Вітамін Е - 45мг

Показання до додаткового прийому вітамінних препаратів при заняттях спортом можуть бути наступні: - профілактика гіповітамінозу (ознаки яких мають від 20 до 60% спортсменів); - зростання потреби в вітамінах (наприклад, періоди інтенсивних ростових зрушень і статевого дозрівання в дитячому та юнацькому спорті вимагають адекватного застосування вітамінів); - зміни харчового раціону (наприклад, зниження калорійності добового харчового раціону менш 2000 ккал на добу при спрямованої регуляції маси тіла, різка зміна харчового статусу (скидання ваги, вегетаріанство, пости та ін.); - спрямована корекція анаболічних, катаболічних і відновних процесів; - стан перетренованості; - відновлення після захворювань і травм; - порушення вуглеводного, жирового або білкового обміну; - підтримка нормальної імунологічної реактивності організму; - різка зміна кліматичних і часових поясів. Переваги використання вітамінних препаратів: - вітамінні препарати легко дозуються і досить ефективні як для лікування розвивається вітамінної недостатності, так і для її профілактики; - об'єднання вітамінів з мікроелементами та іншими мінеральними речовинами дозволяє виробляти високоефективні препарати вузькоспеціалізованого дії (наприклад, спеціально для дітей, спортсменів, людей похилого віку); - сучасні вітамінні препарати не містять синтетичних барвників, консервантів. Варто відзначити, що до цих пір залишається невирішеним питання дозування вітамінних препаратів для спортсменів. Не викликає сумніву те, що потреба у вітамінах у людей, що займаються спортом, зростає, однак які дози доцільні - профілактичні, терапевтичні, субтоксических - до сих пір не визначено. У статті "Сучасні підходи до застосування вітамінних і імунологічних препаратів в спортивній медицині та програмах фізичної реабілітації" (автор Дідур М.Д.) наведені середні дози вітамінів, що рекомендуються на окремих етапах підготовки спортсменів при різній спрямованості тренувального процесу.

Вітамін А

Оздоровча фізична культура - 3330МЕ. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 3500-4000МЕ, змагальний період - 4000-4500МЕ); - витривалість (тренувальний період - 4500МЕ, змагальний період - 5000МЕ).

вітамін В1

Оздоровча фізична культура - 1,3мг-2,5мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 2 мг-4мг, змагальний період - 2 мг-4мг); - витривалість (тренувальний період - 3 мг-5мг, змагальний період - 4 мг-8мг).

вітамін В2

Оздоровча фізична культура - 1,5мг-3,0мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 2 мг, змагальний період - 3 мг); - витривалість (тренувальний період - 3 мг-4мг, змагальний період - 4 мг-8мг).

вітамін В3

Оздоровча фізична культура - 15мг-20мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 30мг, змагальний період - 30мг-40мг); - витривалість (тренувальний період - 30мг-40мг, змагальний період - 40мг-45мг).

Вітамін С

Оздоровча фізична культура - 75мг-100мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 100мг-140мг, змагальний період - 140мг-200мг); - витривалість (тренувальний період - 140мг-200мг, змагальний період - 200мг-400мг).

Вітамін Е

Оздоровча фізична культура - 8мг-10мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 14мг-20мг, змагальний період - 24мг-30мг); - витривалість (тренувальний період - 20мг-30мг, змагальний період - 30мг-50мг).

вітамін В6

Оздоровча фізична культура - 1,5мг-2,8мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 3 мг-4мг, змагальний період - 4 мг-5 мг); - витривалість (тренувальний період - 4 мг-5мг, змагальний період - 6 мг-9мг).

вітамін В12

Оздоровча фізична культура - 0,002мг-0,003мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 0,003мг, змагальний період - 0,004мг); - витривалість (тренувальний період - 0,005мг-0,006мг, змагальний період - 0,006мг-0,009мг).

вітамін В5

Оздоровча фізична культура - 7мг-10мг. Угруповання видів спорту: - швидкісно-силові (тренувальний період - 12мг-15мг, змагальний період - 14мг-18мг); - витривалість (тренувальний період - 15мг, змагальний період - 15мг-20мг). Очевидно, що при призначенні вітамінних препаратів необхідно враховувати конституціональні особливості спортсмена, стан метаболізму його основних систем і безліч інших факторів (наприклад, потреби бігунки (масою тіла 55 кг) і десятиборця (масою тіла 110 кг) будуть абсолютно різними, не кажучи вже про вплив відмінностей в методиці тренування і характер харчування). Необхідність додаткового вживання вітамінів (крім їхнього змісту в їжі) аж ніяк не означає, що їх підвищений прийом сприяє поліпшенню спортивних результатів. Навпаки, передозування вітамінних препаратів чревата дуже важкими наслідками для організму: - вітамінні препарати (за умови неправильного їх використання) можуть викликати побічні явища і ускладнення; - вітамінні препарати не завжди добре засвоюються. При призначенні неправильних доз або передозуванні часто спостерігається надмірне накопичення або виведення вітамінів з організму.

15. Перерахуйте харчові продукти, що містять велику кількість вітамінів.

Вітамін А. Основні харчові джерела вітамін А. У яких продуктах міститься вітамін A

Основні джерела вітаміну А:

морква, листя салату, капуста, зелені частини рослин, печінка і нирки, риба морська, печінку риб, яєчний жовток, вершкове масло, вершки, кисломолочні продукти.

Потреба організму в цьому вітаміні повинна бути забезпечена на 1/3 продуктами, що містять ретинол: вершкове масло, яєчний жовток, вершки, печінку, нирки, кисломолочні продукти, а на 2/3 продуктами, що містять каротин: абрикоси, морква, капуста, салат латук, картопля, слива, печінку риб, зелені частини рослин, все жовті фрукти. При цьому слід враховувати, що вітамінна активність каротину в продуктах харчування в 3 рази менше, ніж ретинолу (вітаміну А), тому живих овочів і фруктів необхідно є в 3 рази більше, ніж варених продуктів тваринного походження ..

Вітаміни групи В. Основні харчові джерела вітамінів групи В. У яких продуктах містяться вітаміни групи В

Вітаміни групи В - для збільшення тривалості життя і збереження здоров'я нам потрібні перш за все вітаміни групи В. Ось основні з них.

Основні харчові джерела вітаміну В1:

ячмінь, квасолю, спаржа, картопля, висівки, печінка, горіхи (арахіс, лісові, волоські), дріжджі, нирки, хліб з борошна грубого помелу, цільні зерна вівсяної крупи, цільні зерна пшениці (краще пророщеної), зерна кукурудзи, цільна гречана крупа .

Основні харчові джерела вітаміну В2:

капуста, свіжий горох, яблука, мигдаль, зелена квасоля, помідори, ріпа, овес, пивні дріжджі, яйце, цибуля-порей, картопля, цільні зерна пшениці, яловичина, сир, печінка, кисломолочні продукти.

Основні харчові джерела вітаміну В3 (PP):

дріжджі, в тому числі і пивні, продукти тваринного походження - м'ясо, нирки, печінку, кисломолочні продукти, гречка, гриби, соя, пророщена пшениця, каші з недробленого круп - вівса, кукурудзи, жита, пшениці, ячменю.

Основні харчові джерела вітаміну В5:

дріжджі, пивні дріжджі, яєчний жовток, нирки, печінку, кисломолочні продукти, зелені частини рослин (бадилля ріпи, редису, цибулі, моркви, салатні овочі), арахіс, каші з недроблених круп.

Основні харчові джерела вітаміну В6:

каші з недроблених круп, хліб з борошна грубого помелу, м'ясо, риба, більшість рослинних продуктів, дріжджі, висівки, кисломолочні продукти, бобові культури, печінка, яєчний жовток.

Основні харчові джерела вітаміну В9 і В12:

кисломолочні продукти, яйця, соя, дріжджі, пивні дріжджі, зелені частини рослин (бадилля ріпи, редису, моркви), салати, зелена цибуля, яловича печінка або ліверний паштет (не більше 1 рази в тиждень) - невеликий шматочок з овочами, яких повинно бути в 3 рази більше.

До вітамінів групи В належать і такі мікроелементи, як інозит, холін, параамінобензойна кислота. Всі вони відіграють важливу роль у зміцненні здоров'я і продовження молодості.

Інозит відноситься до противосклеротическим речовин. Він впливає на стан нервової системи, регулює функції шлунка і кишечника.

Основні харчові джерела вітаміну В9 і В12:

апельсини, зелений горошок, дині, картопля, м'ясо, риба, яйця.

Холін також володіє протівосклеротічекім дією. Недолік його в їжі сприяє відкладенню жиру в печінці, викликає ураження нирок.

Основні харчові джерела холіну:

м'ясо, сир, сир, бобові культури, капуста, буряк.

Парааминобензойная кислота сприяє збереженню здорової шкіри.Парааминобензойная кислота міститься в достатній кількості в печінці, пророщеної пшениці, шпинаті.

Як же домогтися, щоб в нашому раціоні присутні як можна більше вітамінів групи В? «Для того щоб в нашому раціоні присутні всі вітаміни групи В, додавайте в супи, соки 3-4 столові ложки сухих пивних дріжджів», - радить Дж. Глас.

Прекрасне джерело вітамінів групи В - кисломолочні продукти. У них міститься і велика кількість кальцію. Сухе молоко багате рибофлавіном. Використовуйте його для збільшення поживної цінності супів, підлив. Знежирене сухе молоко є хорошою добавкою до натуральних харчових продуктів, оскільки не збільшує калорій і вмісту холестерину в крові.

До 1 л молока або кефіру, кислого молока, йогурту і т. П. Треба додати півчашки сухого молока. Поєднання сухого і свіжого молока дасть хороший результат при меншому обсязі. Не забувайте, що фізіологічно краще вживати кисломолочний продукт.

Поряд з кефіром, кислим молоком, ацидофілін, ряжанкою з'явився ще один продукт, який за смаковими якостями не поступається перерахованим, але при цьому має виражені лікувальні властивості, - це «Наріне». Продукт використовується при багатьох кишкових захворюваннях.

Вітамін С. Основні харчові джерела вітаміну С. У яких продуктах міститься вітамін С

Вітамін С (аскорбінова кислота) - це дуже важливий вітамін. Вітамін С впливає не тільки на здоров'я в цілому, а й збільшує тривалість життя, оскільки без нього не створюються і не оздоровлюються сполучні тканини. Без цього вітаміну в організмі неможливі ніякі окислювально-відновні процеси. Під впливом вітаміну С підвищуються еластичність і міцність кровоносних судин, він захищає організм від інфекцій, блокуючи токсичні речовини в крові.

Без нього не можна вберегтися від простудних захворювань. Чим більше людина вживає білка, тим більше вітаміну С йому необхідно. Застосовувати його треба регулярно. Передозування вітаміну С не страшна, якщо ви отримуєте його в натуральному вигляді.

Вітамін С краще зберігається в кислому середовищі: додавання до їжі соди або солі веде до швидкого зниження вмісту аскорбінової кислоти. При гасінні також відбувається її втрата. Особливо руйнується вітамін С при розігріванні супів. Якщо картопляний суп або борщ в процесі приготування втрачають майже половину аскорбінової кислоти, то постоявши 3 ч на плиті, вони втрачають ще 20-30%, а через 6 год аскорбінової кислоти в них уже немає. Вітамін С руйнується під впливом металу (міді, свинцю, цинку і т.д.), але алюмінієва і з нержавіючої сталі посуд не руйнує вітаміну С при тепловій обробці.

Для підвищення біологічної цінності їжі і профілактики С-вітамінної недостатності випускають таблетки, що містять 0,5 і 2,5 мг аскорбінової кислоти, які можуть застосовуватися і для вітамінізації їжі в домашніх умовах. Аскорбінову кислоту вводять в готову страву з розрахунку добової норми потреби людини (тобто до 100 мг). Супи, компоти, настої можна вітамінізувати кристалічної, харчової (аптечної) аскорбінової кислотою.

Настої вітаміну С можуть бути приготовані з хвойних голок, листя берези, липи, люцерни, конюшини: 1 кг очищеної, промитої і подрібненої зеленої маси поміщають в скляний або емальований посуд, заливають 1,5-2 л води, підкисляють яблучним оцтом з розрахунку 2 г міцної оцтової кислоти на 1 л води, закривають кришкою і настоюють протягом доби, потім проціджують через марлю. У 100 мл отриманого настою міститься добова доза вітаміну С. Цілісні голки хвої, сосни, ялини, кедра, листя берези, липи, брусниці, чорної смородини, малини, конюшини, люцерни можна заварювати як чай і пити протягом доби по 2-3 склянки в день взимку, навесні, восени. На ранніх стадіях простудних захворювань слід щопівгодини приймати такий чай або по 50 мг вітаміну С.

Курцям необхідно знати, що при викурюванні однієї сигарети втрачається 25 мг (чверть добової дози) цього життєво важливого вітаміну. Запам'ятайте! Курець завдає шкоди не тільки своєму організму, ще більше він отруює навколишніх, спалюючи навколо них кисень і вітамін С.

Вітамін Д (кальціферод). Основні харчові джерела вітаміну В. У яких продуктах міститься вітамін Д

Вітамін D (кальциферол). Основна функція вітаміну D - сприяти засвоєнню організмом кальцію, регулювати фосфорно-кальцієвий баланс. Вітамін Д необхідний для згортання крові, нормального росту кісток, тканин, роботи серця, регуляції збудливості нервової системи. За допомогою цього вітаміну виліковують очні хвороби і деякі види артриту. При нестачі вітаміну Д в раціоні харчування та при тривалій відсутності сонячного світла кістки дитини, недоодержуючи вітамін D, розм'якшуються, і виникає рахіт. Необхідну дозу цього вітаміну (0,0025 мг для дорослого і 0,0125 мг для дитини) можна отримати тільки з продуктами харчування: лише деякі з них містять його, та й то в недостатній кількості.

Основні джерела вітаміну D:

яйця, молоко, вершкове масло, печінка, риба. Найбільш багатий їм жир печінки тріски і палтуса.

Вітамін Е (токоферол). Основні харчові джерела вітаміну Е. У яких продуктах міститься вітамін Е

Вітамін Е (токоферол). Цей вітамін часто називають «вітаміном плодючості». Крім того, він забезпечує функціонування серцевого м'яза, ефективний при лікуванні діабету і астми, перешкоджає утворенню тромбів в кровоносних судинах, очищаючи вени, артерії від кров'яних згустків. Канадські лікарі стверджують, що якщо на шляху кров'яного потоку з'являється перешкода (тромб, закупорка судин), то вітамін Е може допомогти утворити поруч новий кровоносну судину.

Основні джерела вітаміну Е:

зерна злаків, рослинні масла, яйця, салат-латук, печінка.

Вітамін Е нетоксичний, проте надмірне його зміст підвищує кров'яний тиск. Його добова доза становить для дорослого 10-20 мг, для дітей - 0,5 мг на 1 кг ваги. Вітамін Е слід вживати тільки в поєднанні з ретинолом (вітаміном А), тобто з овочами - картоплею, капустою, салатом-латук, морквою, зеленими частинами рослин.

Тема 6. Водний і мінеральний обмін.

Обмін речовин.

1. Дайте визначення анаболізму і катаболізму.

Анаболизм (від грец. Ἀναβολή, «підйом») - сукупність хімічних процесів, що становлять одну зі сторін обміну речовин в організмі, спрямованих на освіту складових частин клітин і тканин.

Катаболізм (від грец. Καταβολή, «підстава, основа») - процес метаболічного розпаду, розкладання на простіші речовини або окислення будь-якого речовини, зазвичай протікає з вивільненням енергії у вигляді тепла і у вигляді АТФ. Катаболические реакції лежать в основі дисиміляції: втрати складними речовинами своєї специфічності для даного організму в результаті розпаду до більш простих.

2. Вкажіть шляхи розпаду вуглеводів в організмі.

Дихотомический шлях розпаду вуглеводів (гліколіз) протікає шляхом розпаду Glc-6-P через освіту 2-х молекул 3-ФГА (фосфогліцеральальдегід). Апотоміческій шлях (інакше ПФП або пентозофосфатний шлях, або гексозомонофосфатний шунт) -за рахунок відщеплення 1-го (одного) атома вуглецю у вигляді СО2, в результаті якого, через ряд складних преобр. генеруються Rib-5-P, Ribu-5-P, або NADPH3.

4. Розкажіть про значення обміну води і мінеральних солей.

Вода у дорослої людини складає 60% від маси тіла, а у новонародженого - 75%. Вона є середовищем, в якій здійснюються процеси обміну речовин в клітинах, органах і тканинах. Безперервне надходження води в організм є одним з основних умов підтримки його життєдіяльності. Основна маса (близько 71%) всієї води в організмі входить до складу протоплазми клітин, складаючи так звану внутрішньоклітинну воду. Позаклітинна вода входить до складу тканинної, або інтерстіціал'ной, рідини (близько 21%) і води плазми крові (близько 8%). Баланс води складається з її споживання і виділення. З їжею людина отримує в добу близько 750 мл води, у вигляді напоїв і чистої води - близько 630 мл. Близько 320 мл води утворюється в процесі метаболізму при окисленні білків, вуглеводів і жирів. При випаровуванні з поверхні шкіри і альвеол легенів на добу виділяється близько 800 мл води. Стільки ж необхідно для розчинення екскретіруемих ниркою осмотично активних речовин при максимальній осмолярності сечі. 100 мл води виводиться з фекаліями. Отже, мінімальна добова потреба становить близько 1700 мл води.

Надходження води регулюється її потребою, що виявляється почуттям спраги. Це почуття виникає при порушенні питного центру гіпоталамуса.

Організм потребує постійного надходження не тільки води, але і мінеральних солей. Найбільш важливе значення мають натрій, калій, кальцій.

Натрій (Na +) є основним катіоном позаклітинних рідин. Його зміст у позаклітинному середовищі в 6-12 разів перевищує вміст в клітинах. Натрій в кількості 3-6 г на добу надходить в організм у вигляді NaCl і всмоктується переважно в тонкому відділі кишечника. Роль натрію в організмі різноманітна. Він бере участь в підтримці рівноваги кислотно-лужного стану, осмотичного тиску позаклітинних і внутрішньоклітинних рідин, бере участь у формуванні потенціалу дії, впливає на діяльність практично всіх систем організму. Йому надається велике значення в розвитку ряду захворювань. Зокрема, вважають, що натрій опосередковує розвиток артеріальної гіпертензії за рахунок як збільшення обсягу позаклітинної рідини, так і підвищення опору мікросудин. Баланс натрію в організмі в основному підтримується діяльністю нирок.

Калій (К +) є основним катіоном внутрішньоклітинної рідини.У клітинах міститься 98% калію. Добова потреба людини в калії становить 2-3 р Основним джерелом калію в їжі є продукти рослинного походження. Всмоктується калій в кишечнику. Особливе значення калій має завдяки своїй потенціалобразующей ролі як на рівні підтримки мембранного потенціалу, так і в генерації потенціалу дії (див. Розділ 2). Калій бере також активну участь в регуляції рівноваги кислотно-лужного стану. Він є фактором підтримки осмотичного тиску в клітинах. Регуляція його виведення здійснюється переважно нирками.

Кальцій (Са 2+) має високу біологічну активність. Він є основним структурним компонентом кісток скелета і зубів, де міститься близько 99% всього Са 2+. У добу доросла людина має отримувати з їжею 800-1000 мг кальцію. У більшій кількості кальцію потребують діти через інтенсивного росту кісток. Всмоктується кальцій переважно в дванадцятипалій кишці у вигляді одноосновних солей фосфорної кислоти. Приблизно 3/4 кальцію виводиться травним трактом, куди ендогенний кальцій надходить з секретами травних залоз, і 1/4 - нирками. Велика роль кальцію в здійсненні життєдіяльності організму. Кальцій бере участь у генерації потенціалу дії, грає певну роль в ініціації м'язового скорочення, є необхідним компонентом системи згортання крові, підвищує рефлекторну збудливість спинного мозку і має сімпатікотропним дією.

Кисень, вуглець, водень, азот, кальцій і фосфор складають основну масу живої речовини.

В організмі значну роль в здійсненні життєдіяльності відіграють і елементи, що знаходяться в невеликій кількості. Їх називають мікроелементами. До мікроелементів, які мають високу біологічну активність, відносять залізо, мідь, цинк, кобальт, молібден, селен, хром, нікель, олово, кремній, фтор, ванадій. Крім того, в організмі виявляється в незначній кількості багато інших елементів, біологічна роль яких не встановлена. Всього в організмі тварин і людини знайдено близько 70 елементів.

Більшість біологічно значущих мікроелементів входить до складу ферментів, вітамінів, гормонів, дихальних пігментів.

5. Розгляньте потреба людини у воді в залежності від умов внутрішнього і зовнішнього середовища.

Якщо людина може прожити без їжі близько 40 днів, то без води - не більше тижня. Вода вважається найважливішою складовою частиною нашого харчового раціону, оскільки вона забезпечує нормальний перебіг обмінних процесів, травлення, виведення з сечею продуктів обміну речовин, теплорегуляцию. Але при цьому треба знати, як правильно її вживати.

Потреба у воді залежить від характеру харчування і праці, клімату, стану здоров'я та інших факторів. Середня добова потреба у воді дорослої людини, що живе в помірному кліматі, - 2,5 л. З них 1-1,5 л води повинні надходити в організм у вигляді вільної рідини (суп, чай, компот і т. Д.), 1-1,5 л - з харчових продуктів і 0,3-0,4 л утворюється в самому організмі в ході обмінних процесів.

Однаково шкідливі для організму, як надмірне споживання, так і нестача води. Наприклад, встановлено, що зневоднення, втрата організмом більше 10% води, загрожує його життєдіяльності, в той час як надмірне надходження рідини в організм ускладнює роботу нирок, серця, стає причиною набряків.

Прийнято вважати, що при надмірному вживанні води створюється підвищене навантаження на серце і нирки, з організму виводяться мінеральні речовини і вітаміни. При обмеженні ж води збільшується концентрація сечі, в ній можуть випадати опади солей, зменшується виділення з крові продуктів обміну речовин. В цілому ці положення вірні, але не для всіх людей. Багато що залежить від індивідуальних особливостей конкретної людини і характеру його харчування.

Немає сенсу без медичних показань різко збільшувати або різко обмежувати вживання води в надії на особливі оздоровчі результати. Збільшення рідини в раціоні рекомендується при інтоксикаціях, інфекційних захворюваннях, високій температурі тіла, пієлонефрити циститах, сечокам'яній хворобі, подагрі, захворюваннях печінки і жовчних шляхів. Кількість рідини зменшують (разом з обмеженням кухонної солі) при захворюваннях серцево-судинної системи, особливо що супроводжуються набряками, а також при ожирінні, хворобах нирок з порушенням видільної функції.

Втрата організмом великої кількості рідини супроводжується згущенням крові, через що виникає відчуття спраги. Однак це відчуття іноді не збігається з дійсною потребою у воді, а викликається сухістю в роті від зменшення слиновиділення. У таких випадках буває досить прополоскати рот.

Посиленню слиновиділення сприяють лимонна, яблучна і інші органічні кислоти. Тому краще втамовують спрагу вода, підкисленою лимонною або аскорбінової кислотою, вода з лимоном або додаванням кислих соків фруктів і ягід, газована вода. Добре тамують спрагу неподслащённие відвари сухих фруктів і шипшини, морси, зелений чай, знежирені кисломолочні напої. Для вгамування спраги в воді не повинно бути більше 1-2% цукру. При температурі вище 15 градусів вода не дає освіжаючого ефекту.

Холодна вода, випита після прийому жирної їжі, веде до того, що їжа затримується в шлунку, а вживання холодної води відразу ж після з'їдених сирих фруктів і ягід зазвичай викликає посилене газоутворення і здуття кишечника. Пиття води або інших рідин під час їжі теоретично повинно трохи сповільнити травлення в шлунку за рахунок розведення шлункового соку. Проте недавні дослідження, проведені в США, не підтвердили це положення. Очевидно, багато що залежить від характеру шлункової секреції (концентрації соляної кислоти і ферментів) і складу їжі.

У народів різних країн здавна практикується питво рідин під час їжі. Відмінності полягають лише в вживаних рідинах: вода, розбавлене або нерозбавлене вино, квас, пиво, чай, розбавлені кисломолочні напої. Наприклад, французи п'ють під час їжі столове вино, органічні кислоти якого стимулюють травлення, а американці - холодну воду. В Японії прийнято пити чай до і під час їжі.

Питання про вживання води чи інших рідин під час їжі повинен вирішуватися індивідуально. Виняток становлять лише лужні мінеральні води, пити які до, під час і відразу ж після їжі здоровим людям не слід.

Холодна вода, випита натщесерце, підсилює рухову функцію кишечника, що використовують при запорах. Тому тим, хто страждає на цю недугу, щоранку за кілька хвилин до сніданку корисно випивати по склянці холодної води.

6. Наведіть потреба організму в основних мінеральних речовинах.

Зміст, метаболічні характеристики і потреба людини в мінеральних речовинах:

елементи

метаболічні характеристики

Зміст і розподіл в організмі

Наявність в харчових продуктах

Добова потреба, мг

М
і
до
р
про
е
л
е
м
е
н
т
и

Кальцій (Са)

Порушення нервових і м'язових клітин, згортання крові, активація ферментів, будівельний матеріал для зубів і кісток

1000-1500 г, 99% в кістках і зубах, 1% у вільній формі

Молоко, молочні продукти, овочі, горіхи, фрукти

0,8-1,0 г

Фосфор (Р)

Складова частина багатих енергією фосфорних сполук, нуклеїнових кислот, будівельний матеріал для зубів і кісток

500-800 г, 80% в скелеті

Молоко, молочні продукти, м'ясо, риба, яйця, горіхи, бобові

1,2 г

Магній (Mg)

Активація ферментів, порушення нервів і м'язів

20-30 г, 50% в скелеті

Зелені овочі, картопля, горіхи, бобові, фрукти

0,4-0,5 г

Натрій (Na)

Регуляція, осмотичного тиску, активація ферментів

70-100 г, 60% в позаклітинній рідині

Кухонна сіль, копчені продукти, ковбаси, сир

4-5 г

Калій (К)

Регуляція, осмотичного тиску, збудження нервових і м'язових клітин, активація ферментів, синтез колагену

150 г, 90% у внутрішньоклітинної рідини

Овочі, картопля, горіхи, бобові, фрукти

3-5 г

Хлор (Cl)

Регуляція, осмотичного тиску, утворення кислоти шлункового соку

80-100 г, 90% у внутрішньоклітинної рідини

Кухонна сіль, копчені продукти, ковбаси, сир

5-7 г

М
а
до
р
про
е
л
е
м
е
н
т
и

Залізо (Fe)

Складова частина гемоглобіну і міоглобіну, ряду ферментів, транспорт кисню

4-5 г, 69% в гемоглобіні і миоглобине

Печінка, м'ясо, яйуа, житні продукти, бобові, цибуля, шпинат, пивні дріжджі

10-18 мг

Йод (I)

Складова частина гормонів щитовидної залози

10-15 мг, 99% в щитовидній залозі

Морська риба, молоко, йодована їдальня сіль

100-200 мкг

Фтор (F)

Запобігання карієсу зубів

2-3 г, 96% в скелеті

Рослинні продукти, чай, питна вода

2-4 мг

Мідь (Cu)

Складова частина білків крові і ряду ферментів

80-100 мг, 45% в м'язах, 20% в печінці, 20% в скелеті

Риба, яйця, картопля, горіхи, бобові

2 мг

Цинк (Zn)

активатор ферментів

1-2 г, 90% в еритроцитах

Яловичина, печінка, горох, хлібні злаки

10-15 мг

Марганець (Mn)

Складова частина ферментів і скелета

10-40 мг.Розподілений в скелеті, печінки, залозах та інших органах

Печінка, хлібні злаки, соя, фрукти, бобові шпинат

5-10 мг

Кобальт (Co)

Складова частина вітаміну В12, еритроцитів

1-2 мг. Розподілений в нирках і інших органах

Печінка, горіхи, овочі, фрукти, дріжджі

100-200 мкг

7. Які мікроелементи відносяться до мікро біогенних?

Mn, Co, Cu, Mo, Zn, F, Br, I.

8. У якому вигляді присутні в живих організмах мінеральні речовини?

Всі мінеральні речовини прийнято ділити на макроелементи - речовини, присутні в організмі людини в відносна великій кількості, і мікроелементи - речовини, частка яких в організмі мікроскопічно мала.

До макроелементів відносяться кальцій (Са), калій (К), магній (Мg), натрій (N), сірка (S), фосфор (Р) і хлор (Сl).

З мікроелементів найбільше значення в харчуванні мають; залізо (Fе), мідь (Сu), марганець (Мn), йод (I), цинк (Zn), фтор (F), хром (Сг), молібден (Мо), кобальт (Со), ванадій (V), нікель (Ni), кремній (Si), селен (Sе), стронцій (Sr). бор (В).

9. Які катіони в клітинах і позаклітинних рідинах організму людини є основними? Перерахуйте їх основні функції.

Основними катіонами в клітинах і позаклітинних рідинах організму людини є: Ка +, К +, Са2 +, М2 +, 2П2 +, ре2 +.

Біологічні функції катіонів

Структурообразующая: обумовлена ​​комплексообразующими властивостями металів, катіони яких беруть участь в утворенні функціонально активних структур макромолекул і надмолекулярних комплексів (гем, хлорофіл, білки, нуклеїнові кислоти і т.д.).

Транспортна: катіони в складі Металопротеїни беруть участь в перенесенні електронів або молекул простих речовин. Наприклад, іони заліза і міді входять в цитохроми, які переносять електрони, а залізо в складі гемоглобіну пов'язує і переносить кисень.

Регуляторна: іони металів, з'єднуючись з ферментами, впливають на активність катіонів і регулюють (активують або пригнічують) швидкість хімічних реакцій в клітині (Mg2 + активує ДНК і РНК-полімерази, Ca2 + - креатинкінази, Mg2 +, Mn2 + - гексокінази; іони Mn2 +, Zn2 +, Co2 +, Ni2 + прискорюють розпад і синтез білків, а іони Ca2 +, Mg2 + беруть участь в розпаді і синтезі ліпідів і вуглеводів).

Осмотична: катіони використовуються для регуляції осмотичного і гідроосмотіческого тисків в клітині і організмі в цілому.

Біоелектрична: катіони беруть участь у виникненні і регуляції величини різниці потенціалів на клітинних мембранах у збудливих клітинах (нервових, м'язових) і проведенні нервових імпульсів.

Синтетична: пов'язана з використанням неорганічних катіонів для синтезу складних молекул, наприклад, Fe3 + - в синтезі гемоглобіну, Ca2 + - в синтезі амілази. Cu2 +, Mn2 +, Zn2 +, Co2 +, Ni2 + підтримують вторинну і третинну структуру ДНК і РНК, Zn2 +, беруть участь в утворенні активного центру 30 ферментів.

10. Наведіть приклад білків, в яких катіони заліза виконують транспортну функцію.

Гемоглобін, цитохроми.

11. Яку функцію виконують катіони К + і Са 2+ у водному обміні?

Вони визначають характер фізико-хімічних процесів в тканинах.

12. Наведіть приклади процесів, в яких утворюється ендогенна вода.

У процесі обміну речовин і окислення водню, що входить до складу субстратів (білків, жирів і вуглеводів).

13. У освіті активної форми інсуліну беруть участь катіони: а) Nа; б) Zn 2+; в) Fе 2+; г) Мg 2+; д) Сu 2+.

б.

14. Катіони кобальту входять до складу вітаміну: а) А; б) С; в) Е; г) В12; д) В6.

м

15. Основною кісткової тканини є з'єднання а) кальцію і фосфору; б) натрію і калію; в) кальцію і хлору; г) міді та азоту.

а.

16. Перерахуйте незамінні амінокислоти.

Білки - необхідні амінокислоти, які не можуть бути синтезовані в тому чи іншому організмі, зокрема, в організмі людини. Тому їх надходження в організм з їжею необхідно.

Незамінними для дорослої здорової людини є 8 амінокислот: валін, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, треонін, триптофан і фенілаланін;

Для дітей незамінними також є аргінін і гістидин.

Енергетичний обмін.

1. Вкажіть основні джерела енергії в організмі.

Це глікоген, жирові кислоти і амінокислоти.

2. Наведіть енергетичну цінність білків, жирів і вуглеводів.

харчове речовина

Енергетична цінність при окисленні організму

кДж / г

ккал / г

білки

16,74

4,0

жири

37,66

9,0

вуглеводи

16,74

4,0

3. Яким чином відбувається енергетичний обмін в тканинах і клітинах.


4. Перерахуйте джерела швидкого поповнення енергії.

Вуглеводи.

Тема 7. Біохімія скорочення і розслаблення м'язів.

Біохімія м'язів і м'язового скорочення.

1. Розкажіть про хімічний склад м'язів.

Мінімальний структурний елемент всіх типів м'язів - м'язове волокно, кожне з яких окремо є не тільки клітинної, але і фізіологічної одиницею, здатної скорочуватися. Це пов'язано з будовою такого волокна, що містить не тільки органели (ядро клітини, мітохондрії, рибосоми, комплекс Гольджі), але і специфічні елементи, пов'язані з механізмом скорочення - міофібрили. До складу останніх входять скоротливі білки - актин і міозин.

Актин - скоротливий білок, що складається з 375 амінокислотних залишків з молекулярною масою 42300, який становить близько 15% м'язового білка. Під світловим мікроскопом більш тонкі молекули актину виглядають світлою смужкою (так звані Ι-диски). У розчинах з малим вмістом іонів актин міститься у вигляді поодиноких молекул з кулястої структурою, проте в фізіологічних умовах, в присутності АТФ і іонів магнію, актин стає полімером і утворює довгі волокна (актин фібрилярний), які складаються з спірально закручених двох ланцюжків молекул актину. З'єднуючись з іншими білками, волокна актину набувають здатність скорочуватися, використовуючи енергію, що міститься в АТФ.

Міозин - основний м'язовий білок; зміст його в м'язах досягає 60%. Молекули складаються з двох поліпептидних ланцюжків, в кожній з яких міститься понад 2000 амінокислот. Білкова молекула дуже велика (це найдовші поліпептидні ланцюжки, існуючі в природі), а її молекулярна маса доходить до 470000. Кожна з поліпептидних ланцюжків закінчується так званої головкою, до складу якої входять дві невеликі ланцюжки, що складаються з 150-190 амінокислот. Ці білки проявляють ензиматичну активність АТФази, необхідну для скорочення актомиозина. Під мікроскопом молекули міозину в м'язах виглядають темною смужкою (так звані А-диски).

Актоміозін - білковий комплекс, що складається з актину і міозину, що характеризується ензиматичною активністю АТФази. Це означає, що завдяки енергії, звільненої в процесі гідролізу АТФ, актоміозін може скорочуватися. У фізіологічних умовах актоміозін створює волокна, що знаходяться в певному порядку. Фібрилярні частини молекул міозину, зібрані в пучок, утворюють так звану товсту нитку, з якої перпендикулярно визирають міозіновие головки. Молекули актину з'єднуються в довгі ланцюжки; дві таких ланцюжка, спірально закручені один навколо одного, складають тонку нитку. Тонка і товста нитки розташовані паралельно таким чином, що кожна тонка нитка оточена трьома товстими, а кожна товста нитка - шістьма тонкими; міозіновие головки чіпляються за тонкі нитки.

2. Порівняйте будову різних видів м'язових волокон.

Кожна скелетний м'яз являє собою активний орган руху, побудований з багатьох тканин, головною з яких є поперечнополосата м'язова тканина. Крім того, до складу м'яза входять пухка і щільна сполучні тканини, судини і нерви. Функціональне значення м'язи як органу полягає в її здатності скорочуватися і змінювати при цьому свої розміри.

Це властивість м'яза обумовлено скорочувальної здатністю скелетної м'язової тканини, що в свою чергу пов'язано зі скороченням м'язових волокон в результаті укорочення міофібрил в межах кожного саркомера.М'язові волокна є основними робочими елементами м'язи.

Розрізняють червоні і білі м'язові волокна. Чіткі межі між червоними і білими м'язовими волокнами відсутні, тому їх підрозділ виробляється на основі зіставлення кількісних показників їх структурних компонентів. Так, червоні м'язові волокна (нерідко позначаються Міон 1-го типу) містять більше саркоплазми і, відповідно, менша кількість міофібрил.

У саркоплазме визначаються численні мітохондрії, які відрізняються високою активністю окислювальних ферментів (зокрема, СДГ - сукцинатдегідрогенази). Саркоплазма характеризується підвищеним вмістом міоглобіну. Діаметр червоних м'язових волокон дещо менше, ніж середній діаметр білих м'язових волокон. Навколо червоних міонов інтенсивно розвинена капілярна мережа.

За даними гісторадіографіі, для цих м'язових волокон характерний більш високий рівень синтезу білків. На червоних м'язових волокнах деяких м'язів (наприклад, очі) визначаються нетипові множинні моторні бляшки.

Білі м'язові волокна (або Міон II-го типу), то більша кількість міофібрил, розташованих у вигляді стовпчиків, або колонок, що утворюють на поперечному зрізі широкі поля. Саркоплазма утворює вузькі прошарку між миофибриллярних колонками. У ній мало мітохондрій. Невисоко зміст і міоглобіну. Діаметр білих м'язових волокон більше, ніж червоних. На кожному білому м'язовому волокні є лише одна моторна бляшка типової будови. Білі Міон скорочуються швидше, ніж червоні.

Між червоними і білими м'язовими волокнами є перехідні форми - проміжні волокна. М'язи людини, як правило, змішані за складом міонов різних типів, але кожна з них має свій малюнок, який визначається процентним співвідношенням числа червоних, білих і проміжних м'язових волокон.

Важлива роль в побудові м'язи як органу належить сполучної тканини, яка об'єднує м'язові волокна в пучки, проводить кровоносні судини і нерви, а також забезпечує прикріплення м'яза до кісток. Пухка сполучна тканина всередині м'язових пучків називається ендомізіем. Пучки м'язових волокон з'єднуються між собою також прошарками пухкої сполучної тканини, яку називають перимизием.

Зовні м'яз покрита щільною сполучнотканинною оболонкою - епімізіем, або фасцією. Внутрішньом'язова сполучна тканина забезпечує розвиток густий капілярної мережі навколо кожного м'язового волокна. Завдяки еластичним властивостям вона бере участь в процесах, що обумовлюють розслаблення м'язи після її скорочення.

3. Опишіть будову міофібрил.

Міофібрили - органели клітин м'язів, що забезпечують їх скорочення. Служать для скорочень м'язових волокон. Миофибрилла - ниткоподібна структура, що складається з саркомерів. Кожен саркомер має довжину близько 2 мкм і містить два типи білкових філаментів: тонкі мікрофіламенти з актину і товсті філаменти з міозину. Межі між филаментами (Z-диски) складаються з особливих білків, до яких кріпляться ± кінці Актинові філаментів. Міозіновие філаменти також кріпляться до кордонів саркомера за допомогою ниток з білка тітін (тайтіна). З Актинові філаменти пов'язані допоміжні білки - небулін і білки тропонин-тропоміозинового комплексу.

У людини товщина міофібрил становить 1-2 мкм, а їх довжина може досягати довжини всієї клітини (до декількох сантиметрів). Одна клітина містить зазвичай кілька десятків міофібрил, на їх частку припадає до 2/3 сухої маси м'язових клітин.

4. Намалюйте будову саркомера.

Схема саркомера.

5. Дайте характеристику товстих протофібрілл.

Товсті протофібрілли утворюють щільний володіє подвійним променезаломлення ділянку Міофібрили - анізотропний диск (диск А). Між товстими протофібрілли частково всунути тонкі протофібрілли ( «зона перекривання»). Ділянка саркомера по обидва боки від смужки Z, що містить лише тонкі протофібрілли, називається ізотропним диском (диск 1). Центральна зона диска А, позбавлена ​​тонких протофібрілл, називається диском Н; в його центрі зазвичай видно смужка М, складена короткими (40 нм) М-нитками, розташованими вздовж довгої осі Міофібрили; довжина їх відповідає ширині смужки Міофібрили По обидва боки від смужки Міофібрили розташований субдіск Н - вузька зона (~ 130 нм), світліша, ніж решта диск Н. Товсті протофібрілли мають по всій довжині рівномірно розташовані відростки ( «містки»), що представляють, по -видимому, що відійшли від протофібрілл кінці миозинових молекул. Середина товстих протофібрілл позбавлена ​​відростків, що навіть зумовлено виникнення світлої зони (субдіска Н). Дана схема будови Міофібрили допускає ряд заперечень, наприклад при сильному розтягуванні Міофібрили тонкі протофібрілли повинні повністю вийти з диска А, а саркомер - розпастися на фрагменти, проте цього не відбувається, т. К. Допускається існування 3-го типу протофібрілл - «надтонких ниток» , що з'єднують смужки Z.

6. Опишіть будову молекули білка міозину.

Міозину - сімейство білків, які є моторами цитоскелета системи мікрофіламентів. МІОЗИНУ складаються з важких ланцюгів (H) і легких (L) в різній кількості в залежності від типу міозину. H-ланцюг має 2 ділянки - «головку» і «хвостик». Головка важкого ланцюга міозину має сайт зв'язування з актином і сайт зв'язування АТФ. За кількістю «головок» МІОЗИНУ діляться на «традиційні» (convention myosin) - 2 головки, і нетрадиційні (unconvention myosin) - одна «головка». Традиційні міозину можуть зв'язуватися між собою в протофібрілли, а нетрадиційні - не можуть.

На електронних мікрофотографіях молекули міозину мають вигляд паличок (1600'25) з двома глобулярними утвореннями на одному з кінців. Вважають, що 2 поліпептидні ланцюги, що утворюють міозину, скручені в спіраль. Білки, аналогічні міозин, виявлені в джгутики, віях і інших рухових структурах у багатьох найпростіших і бактерій, сперматозоїдів тварин і деяких рослин.

7. Які форми актину існують?

Існує в двох формах: глобулярної (Г-актин) і фибриллярной (Ф-актин), що є продуктом полімеризації Г-актину.

8. Опишіть будову білків актину і тропомиозина.

Актин - білок, полимеризованная форма якого утворює мікрофіламенти - один з основних компонентів цитоскелета еукаріотів. Разом з білком міозином утворює основні скорочувальні елементи м'язів - актомиозинового комплекси саркомерів.

Водорозчинний глобулярний білок (М 42 000), що складається з 376 амінокислотних залишків (G-актин). З кожною молекулою G-актину пов'язана одна молекула АТФ. При додаванні Mg2 + і деяких інших іонів актин швидко полімеризується (з утворенням неорганічного фосфату), утворюючи двунитчатую спіральну структуру - F-актин, що містить АДФ. Тонкі філаменти м'язи утворені такими двунитчатую структурами, всередині яких молекули актину пов'язані між собою нековалентними зв'язками.

Тропомиозин - білок (70 кДа), в складі якого дві субодиниці, що переплітаються між собою в α-спіралеподібні фібрилярні структури. Тропомиозин зв'язується в єдиний комплекс з F-актином в області вигину молекули, забезпечуючи його стабільність. По довжині тропомиозин дорівнює 7 субодиницям G-актину, при цьому контактує тільки з однією з ниткоподібних структур F-актину. Крім цього, тропомиозин спільно з тропонином бере участь в регуляції взаємодії актину з міозином.

9. Які білки беруть участь в м'язовому скороченні?

У здійсненні м'язового скорочення беруть участь кілька білків: актину, міозин, тропо-міозин і тропонин.

10. Намалюйте схему м'язового скорочення.

Біохімічні основи спортивного тренування.

1. Розкажіть про основні завдання спортивного тренування.

Спортивна тренування - це основна форма підготовки спортсмена, яка представляє собою спеціалізований педагогічний процес, побудований на системі вправ і спрямований на виховання і вдосконалення певних здібностей, які обумовлюють готовність спортсмена до досягнення найвищих результатів.

Метою спортивного тренування є підготовка до спортивних змагань, спрямована на досягнення максимально можливого для даного спортсмена рівня підготовленості, обумовленого специфікою змагальної діяльності і гарантує досягнення запланованих спортивних результатів.

У процесі спортивного тренування вирішуються такі основні завдання:

- освоєння техніки і тактики обраної спортивної дисципліни;

- вдосконалення рухових якостей і підвищення можливостей функціональних систем організму, що забезпечують успішне виконання змагального вправи і досягнення запланованих результатів;

- виховання необхідних моральних і вольових якостей;

- забезпечення необхідного рівня спеціальної психічної підготовленості;

- придбання теоретичних знань і практичного досвіду, необхідних для успішної тренувальної та змагальної діяльності.

2. Дайте характеристику основних швидкісно-силових якостей спортсменів.

Виконання будь-якого руху або збереження будь-якої пози тіла людини обумовлено роботою м'язів. Величину розвивається при цьому зусилля прийнято називати силою м'язів.

М'язова сила - це здатність людини долати зовнішній опір або протидіяти йому за рахунок м'язових напружень.

Одним з найбільш істотних моментів, що визначають м'язову силу, є режим роботи м'язів. В процесі виконання рухових дій м'язи можуть проявляти силу:

 при зменшенні своєї довжини (долає, тобто миометрическом режим, наприклад, жим штанги лежачи на горизонтальній лаві);

 при її подовженні (поступається, тобто поліометріческій режим, наприклад, присідання зі штангою на плечах);

 без зміни своєї довжини (статичний, тобто ізометричний режим, наприклад, утримання розведених рук з гантелями в нахилі

 вперед);

 при зміні і довжини і напруги м'язів (змішаний, тобто ауксотоніческій режим, наприклад, підйом силою в упор на кільцях, опускання в упор руки в сторони ( «хрест») і утримання в «хресті»).

Перші два режими характерні для динамічної, третій - для статичної, четвертий - для статодинамічних роботи м'язів.

У будь-якому режимі роботи м'язів сила може бути проявлена ​​повільно і швидко. Це характер їх роботи.

Розрізняють такі види силових здібностей: собственно- силові, і їх з'єднання з іншими ДС (швидкісно-силові і силова витривалість і силова спритність).

Швидкісно-силові здібності проявляються в рухових діях, в яких поряд зі значною силою м'язів потрібно і

значна швидкість рухів (стрибки в довжину і висоту з місця і розбігу, метання снарядів і т.п.). При цьому, чим значніше зовнішнє обтяження, яку долає школярем (наприклад, при штовханні ядра або виконання ривка гирі досить велику вагу), тим більшу роль відіграє силовий компонент, а при меншому обтяженні (наприклад, при метанні малого м'яча) зростає значимість швидкісного компонента.

До числа швидкісно-силових здібностей відносять:

- швидка сила, яка характеризується ненасичених напругою м'язів, які проявляються в вправах, які виконуються зі значною швидкістю, не досягає граничної величини;

- вибухова сила - здатність по ходу виконання рухової дії досягати максимальних показників сили в можливо короткий час (наприклад, при старті в спринтерському бігу, в стрибках, метаннях і т.д.).

Рівень розвитку вибухової сили можна оцінити за допомогою швидкісно-силового індексу, який обчислюється за формулою:

J = F max / t max

J - швидкісно-силовий індекс;

F max - максимальне значення сили, показаної в даному

русі;

t max - час досягнення максимальної сили;

- прискорює сила - здатність м'яза до швидкості нарощування

робочого зусилля в умовах їх розпочатого скорочення.

Як різновид швидкісно-силових зусиль виділяють ще

амортизаційну силу - здатність якомога швидше закінчити рух при його здійсненні з максимальною швидкістю (наприклад, зупинка після прискорення).

3. Перерахуйте фактори фізичної працездатності.

Фізична працездатність людини залежить від багатьох факторів. Серед них виділяють кілька основних, «провідних», які в найбільшій мірі визначають конкретний прояв працездатності. До цих факторів зазвичай відносять такі:

  • Скоротливі особливості нервово-м'язового апарату, т. Е. Швидкісно-силові можливості рухової системи.

  • Особливості координації рухів.

  • Біоенергетичні можливості організму.

  • Потужність і стійкість вегетативних систем забезпечення рухової активності.

  • Техніку виконання рухових дій.

  • Тактику рішення рухових завдань в процесі спортивної або професійної діяльності.

  • Психічну підготовку людини, його мотивацію, волю і т. Д.

Швидкісно-силові якості, координаційні здібності, можливості біоенергетики і вегетативних систем забезпечення рухової активності складають групу внутрішніх, або потенційних факторів. Ступінь реалізації цих потенційних можливостей в конкретних умовах будь-якої рухової діяльності (спортивної або професійної) визначається факторами продуктивності: технічної, тактичної та психічної підготовленістю людини.

Раціональна техніка виконання спортивних або професійно-прикладних дій дозволяє більш ефективно використовувати швидкісно-силової і енергетичний потенціали, координаційні можливості, а досконала тактика виконання рухових дій дозволяє краще розподілити і реалізувати потенційні можливості на певному відрізку часу.

Будь-яка рухова, в тому числі і спортивна, діяльність здійснюється за допомогою м'язів при їх скороченні. Тому будова і функціональні можливості мускулатури необхідно знати всім людям, але особливо тим, хто займається фізичною культурою і спортом. На частку м'язів припадає значна частина сухої маси тіла людини. У жінок на м'язи доводиться від 30 до 35% загальної маси тіла, а у чоловіків - 40-50% відповідно. Спеціальної силовий тренуванням можна значно збільшити м'язову масу. Фізичне ж бездіяльність (гіподінамія2) призводить до зменшення маси м'язів і дуже часто - до збільшення жирової маси.

4. Охарактеризуйте основні біохімічні принципи спортивного тренування.

Основні принципи спортивного тренування:

  • повторність;

  • регулярність;

  • Правильне співвідношення роботи та відпочинку;

  • Поступове збільшення навантажень.

В процесі тренування працездатність поступово підвищується і виконання кожної наступної м'язової навантаження, якщо вона залишається такою ж, що і попередні, для організму полегшується. При таких умовах робота буде супроводжуватися все меншими біохімічними зрушеннями в організмі. Отже, і фаза суперкомпенсації прискориться і буде виражена слабше, що призведе до припинення росту працездатності. Щоб цього не сталося, необхідно збільшувати навантаження поступово.

Під впливом тренування суттєво поліпшуються показники фізичної працездатності. Так, аеробне потужність початківців спортсменів становить 45 мл / кг-хв, а спортсменів міжнародного класу - 90 мл / кг-хв; алактатного потужність - 60 мМ / кг-хв для початківців і 102 мМ / кг-хв для майстрів міжнародного класу; гліколітична потужність - 20 мМ / кг-хв і 35 мМ / кг-хв лактату відповідно.

5. Дайте характеристику явищу суперкомпенсации.

Це явище перевищення вихідного рівня в процесі відновлення після зниження, викликаного виконанням фізичної роботи. Складний характер генезу відновного періоду, відбитий в Гетерохронизм відновлення вегетативних функцій і фазному коливанні рівня відновлення працездатності рухової функції має явно хвилеподібний характер.

Фазу підвищеної працездатності при виконанні повторної роботи (жим штанги і підтягування на перекладині) через різні інтервали часу після першої роботи описав Б.С. Гіппенрейтер (1953). За його даними, спостерігається виникнення трьох основних фаз відновлення працездатності після виконання першої роботи до стомлення: перша фаза - фаза послідовного відновлення працездатності (зі стану знижена працездатність), друга фаза - підвищеної працездатності, яка може перевищити вихідний рівень на 20-23%, і третя фаза - фаза поступового повернення до вихідного рівня працездатності.

У відновлювальному періоді після м'язової роботи є своєрідна «екзальтаціонная фаза». З цим пов'язано явище суперкомпенсації в біохімічних процесах після м'язової роботи. Якби кожен раз після виконання м'язової роботи або фізичних вправ людський організм тільки повертався до вихідного стану спокою з відновленням його колишньої працездатності, зникла б можливість вдосконалення організму шляхом вправи і тренування.

Повторне виконання м'язової роботи - фізичних вправ протягом ряду днів і місяців обумовлює суммацию цих слідів реакцій в організмі, що призводить до виникнення і наростання тренованості людини. У цих випадках суммация слідів реакцій фіксується вже не тільки в функціональних змінах органів і тканин, а й в морфологічних - структурні зміни функціональних систем, тобто фіксується вже в конструктивних змінах організму.

7. Перерахуйте основні види втоми.

Залежно від виду виконуваної роботи виділяють розумове і фізичне Втома, при якому враховують відхилення енергетичних показників обміну, наприклад зміна температури тіла, біоелектричних потенціалів. У зв'язку з тим що виявилася принципова спільність фізичного і розумового Втома, набуває великого поширення класифікація, заснована на переважної локалізації Втома в ланках нервової системи, що забезпечує діяльність людини. Так, розрізняють сенсорне Втома і його різновиди (перцептивное і інформаційне) і ефекторні Втома Крім того, виділяють як узагальнену форму загальне Втома Однак та чи інша класифікація залежить від прийнятої фізіологічної теорії Втома Сенсорне Втома розвивається в результаті тривалого або інтенсивного впливу подразника (наприклад, сильний шум, світло), при якому первинні зміни виникають в сенсорних системах, починаючи від рецептора і закінчуючи кірковим кінцем аналізатора. Перцептивное Втома, локалізоване переважно в кірковому кінці аналізатора, пов'язане з труднощами виявлення сигналу (наприклад, при великих перешкодах, при його малої інтенсивності, труднощі диференціювання). Інформаційне Втома розвивається внаслідок недостатності інформації або при інформаційного перевантаження, коли найбільше навантаження падає на динаміку між центральних відносин, яка полягає в замиканні тимчасових зв'язків між різними структурами в центральній нервовій системі і пожвавлення асоціативних зв'язків, які дозволяють правильно відобразити в свідомості об'єктивну картину зовнішнього середовища. Ефекторна Втома виникає при локалізації змін переважно у відділах центральної нервової системи, які формують руховий акт. При змінах, що з'являються внаслідок інтенсивних процесів репродуктивної діяльності, пов'язаної лише з обробкою одержуваної інформації по жорстким правилам (наприклад, рахунок, рознесення по рубриках), а також продуктивної, що включає процеси перетворення інформації і формування судження, поняття, умовиводи і т.п., і евристичної, т. е. творчої, що здійснюється за індивідуальним, неявним алгоритмам, формується розумовий Втома У зв'язку з тим, що при трудової діяльності частіше поєднуються всі перераховані зміни, ви еляют загальне Втома, підкреслюючи при цьому найбільш виражені порушення в центральній нервовій системі.

8.Опишіть біоенергетичні можливості організму.

Біоенергетичні можливості організму є найбільш важливим фактором, що лімітує його фізичну працездатність. Освіта енергії для забезпечення м'язової роботи може здійснюватися анаеробним (безкисневі) і аеробних (окислювальним) шляхом. Залежно від біохімічних особливостей протікають при цьому процесів прийнято виділяти три узагальнених енергетичних системи, що забезпечують фізичну працездатність людини:

  • алактная анаеробна, або фосфагенная, пов'язана з процесами ресинтезу АТФ переважно за рахунок енергії іншого високоенергетичного фосфатного з'єднання - креатинфосфату (КРФ);

  • гліколітична (лактацідная) анаеробна, що забезпечує ресинтез АТФ і КРФ за рахунок реакцій анаеробного розщеплення глікогену або глюкози до молочної кислоти (МК);

  • аеробне (окислювальна), пов'язана з можливістю виконання роботи за рахунок окислення енергетичних субстратів, в якості яких можуть використовуватися вуглеводи, жири, білки при одночасному збільшенні доставки та утилізації кисню в працюючих м'язах.

Кожен з перерахованих біоенергетичних компонентів фізичної працездатності характеризується критеріями потужності, ємності й ефективності.

9. Охарактеризуйте явища стомлення.

Втома - це функціональний стан, тимчасово виникає під впливом 'тривалої та інтенсивної роботи і приводить до зниження її ефективності. Втома проявляється в тому, що зменшується сила і витривалість м'язів, погіршується координація рухів, зростають витрати енергії при виконанні роботи однакового характеру, сповільнюється швидкість переробки інформації, погіршується пам'ять, ускладнюється процес зосередження і перемикання уваги, засвоєння теоретичного матеріалу. Втома пов'язано з відчуттям втоми, і в той же час воно служить природним сигналом можливого виснаження організму і запобіжним біологічним механізмом, що захищає його від перенапруги. Втома, що виникає в процесі вправи, це ще й стимулятор, мобілізуючий як резерви організму, його органів і систем, так і відновні процеси.

Втома настає при фізичній і розумовій діяльності. Воно може бути гострим, тобто проявлятися в короткий проміжок часу, і хронічним, тобто носити тривалий характер (аж до декількох місяців); загальним, тобто характеризує зміну функцій організму в цілому, і локальним, що зачіпають будь-яку обмежену групу м'язів, орган, аналізатор. Розрізняють дві фази стомлення: компенсовану (коли немає явно вираженого зниження працездатності через те, що включаються резервні можливості організму) і некомпенсовану (коли резервні потужності організму вичерпані і працездатність явно знижується). Систематичне виконання роботи на фоні не довосстановленія, непродумана організація праці, надмірне нервово-психічне і фізичне напруження можуть призвести до перевтоми, а отже, до перенапруження нервової системи, загострень серцево-судинних захворювань, гіпертонічної і виразковим хвороб, зниження захисних властивостей організму. Фізіологічною основою всіх цих явищ є порушення балансу збудливо-гальмівних нервових процесів. Розумова перевтома особливо небезпечно для психічного здоров'я людини, воно пов'язане зі здатністю центральної нервової системи довго працювати з перевантаженнями, а це в кінцевому підсумку може призвести до розвитку позамежного гальмування, до порушення злагодженості взаємодії вегетативних функцій.

10. Опишіть процес відновлення організму після фізичних навантажень.

Після припинення фізичної роботи відбуваються зворотні зміни в діяльності тих функціональних систем організму, які забезпечували виконання навантаження. Вся сукупність змін в цей період об'єднується поняттям відновлення. Протягом відновного періоду з організму видаляються продукти робочого метаболізму і поповнюються енергетичні запаси, пластичні речовини (білки, вуглеводи і т.д.) і ферменти, витрачені за час м'язової діяльності. По суті відбувається відновлення порушеного роботою рівноважного стану організму. Однак відновлення - це не тільки процес повернення організму до пред робочого стану. У період відновлення відбуваються також зміни, які забезпечують підвищення функціональних можливостей організму, входячи в стадію понад відновлення.

Інтервали відпочинку між заняттями залежать від величини тренувального навантаження. Вони повинні забезпечувати повне відновлення працездатності як мінімум до вихідного рівня або в кращому випадку до фази понад відновлення. Тренування в фазі неповного відновлення неприпустима, так як адаптаційні можливості організму обмежені.

Чим більше тривалість тренувального навантаження з відповідною інтенсивністю, тим більш тривалими повинні бути інтервали відпочинку. Так, тривалість відновлення основних функцій організму після короткочасної максимальної анаеробної роботи - кілька хвилин, а після тривалої роботи малої інтенсивності, наприклад, після марафонського бігу - кілька днів.

Тема 8. Біохімія фізичних вправ і спорту.

1. У чому полягає сутність процесів адаптації організму до фізичних навантажень?

Сутність адаптації до фізичних навантажень полягає в розкритті механізмів, за рахунок яких нетренований організм стає тренованим.

2. На які два етапи поділяють адаптацію організму до фізичних навантажень? Дайте характеристику кожного етапу.

Етап термінової адаптації - це відповідь організму на одноразове вплив фізичного навантаження. Термінові адаптаційні процеси здійснюються безпосередньо під час роботи м'язів. Їх першочергове завдання полягає в мобілізації енергетичних ресурсів, транспорті кисню і субстратів окислення до працюючих м'язів, видаленні кінцевих продуктів реакцій енергообміну і створенні умов для пластичного забезпечення роботи м'язів.

Етап довгострокової адаптації - характеризується структурними і функціональними змінами в організмі, помітно збільшують його можливості. Етап довгострокової адаптації розвивається на основі багаторазової реалізації термінової адаптації. У процесі довгострокової адаптації організму під впливом фізичних навантажень активізується синтез нуклеїнових кислот і специфічних білків. Це створює можливість посиленого утворення різних клітинних структур і наростання потужності їх функціонування. Під впливом фізичного навантаження відбувається збільшення скорочувальної активності м'язів, що призводить до зміни концентрації макроергічних фосфатів в клітці. Ці процеси стимулюють синтез АТФ і відновлення порушеного балансу макро ергов в м'язі, що і складає початкова ланка термінової адаптації. Термінові адаптаційні процеси, в свою чергу, призводять до посилення синтезу нуклеїнових кислот і специфічних білків при впливі на певні структури м'язів, таких з'єднань, як креатин, циклічний АМФ, стероїдні і деякі пептидні гормони.

3. Як змінюється співвідношення інтенсивності анаеробних і аеробних процесів: в стані спокою; на початку м'язової роботи, при подальшій діяльності, в період відпочинку.

анаеробні процеси

Анаеробні процеси мають місце при відсутності або недостатньому припливі кисню повітря. У цих умовах під впливом неспороносних гнильних бактерій, мікроорганізмів бродінні і інших організмів, що знаходяться в грунті, відбуваються відновні процеси, що виражаються в відщепленні кисневої частки від органічної речовини. Процеси нітрифікації і інші окисні процеси тут не мають місця.

В анаеробних умовах біохімічні процеси відбуваються дуже повільно, з утворенням проміжних продуктів розпаду органічних сполук. В результаті цих біохімічних процесів вуглеводи розпадаються на воду і вуглекислоту; жири розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти, які потім розпадаються на воду і вуглекислоту; складні білки перетворюються в амінокислоти і аміак (аммонификация); сірка білків перетворюється в сірководень, рослинна клітковина - в гумус.

В анаеробних умовах процес гниття і бродіння органічних речовин супроводжується виділенням смердючих газів - аміаку, сірководню, метану, меркаптанів та ін., Які забруднюють повітря.

Утворений в процесі розкладання органічної речовини перегній (гумус) має велике санітарний та агрономічний значення. Він являє собою органічну речовину темного кольору, яке не здатне ні загнивати, ні видавати сморід, ні залучати мух і не містить збудників інфекцій, крім спороносних. В силу цього при знешкодженні відходів в певних умовах (грунтові методи, компостування, біотермічні методи) цілком можливо обмежитися гуміфікацією покидьків, не доводячи розкладання їх до повної мінералізації.

Освіта перегною обумовлюється життєдіяльністю трьох основних груп мікроорганізмів: 1) грибів, 2) аеробних бактерій і 3) анаеробних бактерій. У грунті на глибині приблизно більше 10 см атмосферного кисню дуже мало, тому що він перехоплюється аеробними мікробами, що знаходяться в самому верхньому шарі грунту, де відбуваються процеси повної мінералізації. Нижче 10 см встановлюється все більш наростаюче анаеробне розкладання органічної речовини з утворенням перегною (гумусу), який необхідний для створення структурної грунту.

Для інтенсивного протікання процесів мінералізації і нітрифікації необхідно, щоб кількість органічних відходів, внесених у грунт, не перевищувало її здатності до самоочищення. При недотриманні цього правила завжди розвиваються анаеробні процеси з утворенням проміжних продуктів розпаду, деякі з яких можуть виділятися в атмосферу у вигляді смердючих і при певній концентрації шкідливих отруйних газів.

аеробний процес

При досить тривалих силових навантаженнях внесок анаеробних процесів в справі енергопостачання дуже низький, тому більшу частину енергії для процесів метаболізму отримують саме від аеробного (кардіо) роботи. В процесі кардиотренинга для отримання енергії використовуються в основному вуглеводи і жири. Внесок білка для отримання енергії мінімальний.

У спокої 70% від молекул АТФ заряджаються енергією, одержуваної в процесі розщеплення жиру, і 30% енергією розщеплення вуглеводів. Більш інтенсивні дії ведуть до збільшення витрат частки вуглеводів. Аеробні процеси використовують кисень, що надходить з крові, яка наповнює працюючий м'яз. Продуктами розпаду в даному випадку є вуглекислий газ CO2 і вода H3O.

Аеробний процес складається з трьох етапів:

• Гліколіз

• Цикл Кребса

• Дихальна ланцюг

4.Напишіть схему гліколізу.

6. Розкажіть про Глікогеноліз.

Глікогеноліз (англ. Glycogenolysis) - біохімічна реакція, що протікає головним чином в печінці і м'язах, під час якої глікоген розщеплюється до глюкози і глюкозо-6-фосфату. Глікогеноліз стимулюється гормонами глюкагоном і адреналіном.

7. Порівняйте енергетичні ефекти гліколізу і дихання.

Енергетичний ефект гліколізу дорівнює двом молекулам АТФ при окисленні молекули глюкози, оскільки на першому етапі гліколізу витрачається 2 молекули АТФ (гексокіназну і фосфофруктокіназная реакції), а на другому етапі 4 молекули АТФ утворюються за рахунок 1,3 БФГК і ФЕПВК (4АТФ - 2АТФ = 2АТФ ). Крім того, при гліколізі звільняється чотири атома водню, які в анаеробних умовах передаються на пировиноградную кислоту, а в аеробних умовах переходять в дихальний ланцюг.

8. Порівняйте енергетичний ефект окислення жирів і білків.

Жири мають високу енергетичну цінність: при повному окисленні в живому організмі 1 г жиру виділяється 37,7 кДж, що в два рази більше, ніж при окисленні 1 г білка або вуглеводу.

При згорянні 1 г білків звільняється енергія, рівна 16,8 кДж.

Класифікація і механізм дії гормонів.

1. Яка класифікація гормонів існують?

Таблиця. Хімічна класифікація гормонів

Клас хімічних сполук

Гормон (скорочена назва)

Основне джерело

аміни

дофамін

ЦНС

норадреналін

ЦНС, мозковий шар надниркових залоз

адреналін

Мозковий шар наднирників

мелатонін

епіфіз

Іодтіроніни

Тироксин (Т4)

Щитовидна залоза

Трііодтіронін (Т3)

Периферичні тканини (щитовидна залоза)

невеликі пептиди

Вазопресин (антидіуретичний гормон, АДГ)

Задня частка гіпофіза

окситоцин

Задня частка гіпофіза

Меланоцітстімулірующій гормон (МСГ)

Проміжна частка гіпофіза

Тиреотропін - рилізинг гормон (ТРГ)

Гіпоталамус, ЦНС

Гонадотропін-рилізинг гормон (ГнРГ, ЛГ-РГ)

Гіпоталамус, ЦНС

Соматостатін (СРІФ)

Гіпоталамус, ЦНС, панкреатичні острівці

Кортикотропін-рилізинг-гормон (КРГ)

Гіпоталамус, ЦНС

Соматокрінін (СТГ-РГ, СТГ-РФ)

Острівкові пухлини, гіпоталамус, ЦНС

Ангіотензин (А II, А III)

Кров (з попередника), ЦНС

білки

інсулін

бета-клітини, панкреатичні острівці

глюкагон

альфа-клітини, панкреатичні острівці

Гормон росту, або соматотропін (ГР, СТГ)

Передня частка гіпофіза

Плацентарний лактоген (ПЛ)

плацента

Пролактин (ПРЛ)

Передня частка гіпофіза

Паратиреоїдний гормон, або паратгормон (ПТГ)

паращитовидні залози

бета-.ліпотропін і енкефалінів

Гіпофіз, ЦНС

кальцитонин

К-клітини, щитовидна залоза

Адренокортикотропний гормон (АКТГ)

Передня частка гіпофіза

секретин

Шлунково-кишковий тракт, ЦНС

Холецистокінін (ХЦК)

Шлунково-кишковий тракт, ЦНС

Гастрін

Шлунково-кишковий тракт, ЦНС

Шлунковий інгібіторний пептид (ЖИП)

Шлунково-кишковий тракт

глікопротеїни

Фолікулостимулюючий гормон (ФСГ)

Передня частка гіпофіза

Лютеїнізуючого гормону (ЛГ)

Передня частка гіпофіза

Хоріонічний гонадотропін (ХГ)

плацента

Тиреотропного гормону (ТТГ)

Передня частка гіпофіза

стероїди

Естрогени (Е2, Е3)

Яєчники, плацента

Прогестерон (П)

Жовте тіло, плацента

Тестостерон (Т)

насінники

Дигідротестостерон (ДГТ)

Тканини, чутливі до тестостерону

глюкокортикоїди

кора наднирників

альдостерон

кора наднирників

Метаболіти холекальциферола (віт. D)

Печінка, нирки

2. Опишіть механізм дії стероїдних гормонів.

Стероїдні гормони локалізовані в цитоплазмі клітини. Взаємодія стероїдного гормону зі специфічним білком-рецептором призводить до виникнення гормон рецепторного комплексу. У создавшемся комплексі гормон змінює свою конформацію; саме такий видозмінений гормон рецепторний комплекс транслоціруется в ядро, де зв'язується зі специфічним акцепторні ділянкою хроматину, переводячи ДНК в цій ділянці хроматину в транскріпціонноактівное стан. Ці процеси стимулюють синтез РНК в ядрі і подальший синтез певного білка.

3.Опишіть механізм дії пептидних гормонів.

Пептидні гормони взаємодіють з білками-рецепторами, розташованими на поверхні мембран клітин-мішеней. Така взаємодія збуджує активність аденілатциклази, локалізованої в тій же мембрані. Фермент каталізує утворення циклічного аденозинмонофосфату (АМФ) з АТФ: Тому АМФ вважається одним з основних регуляторів обміну речовин.

4. Як діють тиреоїднігормони?

Тиреоїдні гормони стимулюють ріст і розвиток організму, ріст і диференціювання тканин. Підвищують потреба тканин в кисні. Підвищують системний артеріальний тиск, частоту і силу серцевих скорочень. Підвищують рівень неспання, психічну енергію і активність, прискорює перебіг розумових асоціацій, підвищує рухову активність. Підвищують температуру тіла і рівень основного обміну.

Тиреоїдні гормони підвищують рівень глюкози в крові, посилюють глюконеогенез в печінці, гальмують синтез глікогену в печінці і скелетних м'язах. Також вони підвищують захоплення та утилізацію глюкози клітинами, підвищуючи активність ключових ферментів гліколізу. Тиреоїдні гормони посилюють ліполіз (розпад жиру) і гальмують утворення і відкладення жиру.

Дія тиреоїдних гормонів на обмін білків залежить від концентрації гормонів. У малих концентраціях вони надають анаболічну дію на обмін білків, підвищують синтез білків і гальмують їх розпад, викликаючи позитивний азотистий баланс. У великих же концентраціях тиреоїднігормони роблять сильний катаболічну дію на білковий обмін, викликаючи посилений розпад білків і гальмування їх синтезу, і як наслідок - негативний баланс азоту.

Тиреоїдні гормони підвищують чутливість тканин до катехоламінів. Дія тиреоїдних гормонів на ріст і розвиток організму синергічно з дією соматотропного гормону, причому наявність певної концентрації тиреоїдних гормонів є необхідною умовою для прояву ряду ефектів соматотропного гормону.

Тиреоїдні гормони посилюють процеси еритропоезу в кістковому мозку.

Тиреоїдні гормони також впливають на водний обмін, знижують гідрофільність тканин і канальцеву реабсорбцію води.

5. Опишіть значення гормональної системи і її зв'язку з нервовою системою.

Гормональна система спільно з нервовою системою забезпечує діяльність організму як єдиного цілого. Хімічна природа гормонів різна - білки, пептиди, похідні амінокислот, стероїди, жири. Гормони, синтезом яких зайнята ендокринна система, забезпечують наше фізичне, статеве і розумовий дозрівання, дозволяють організму адаптуватися до умов навколишнього середовища. Тільки дії гормонів ми зобов'язані, наприклад, постійністю вмісту глюкози в крові та інших життєво важливих функцій.

Гормони мають різну хімічну структуру. Це призводить до того, що вони мають різні фізичні властивості. Гормони поділяють на водо- і жиророзчинні. Належність до якогось з цих класів обумовлює їх механізм дії. Це пояснюється тим, що жиророзчинні гормони можуть спокійно проникати через клітинну мембрану, яка складається переважно з бішару ліпідів.

Гормони виконують три відомі важливі функції:

1) Роблять можливим і забезпечують фізичний, розумовий і статевий розвиток. Наприклад, при нестачі гормону щитовидної залози тироксину в ембріональний період (при дефіциті йоду в організмі матері) розвивається захворювання кретинізм. У кретина страждає розумовий, статевий та фізичний розвиток; при надлишку або нестачі гормону гіпофіза соматотропіну розвивається гігантизм або карликовість, тобто страждає фізичний розвиток; при нестачі чоловічого статевого гормону тестестерона в ембріональний період, з економікою, що розвивається за генотипом чоловічої особини формується особина з вторинними статевими ознаками за жіночим типом.

2) Гормони забезпечують адаптацію організму до мінливих умов. Наприклад, при стресі, виділяється мозковим шаром надниркових залоз гормон адреналін, що змінює функції організму до нових умов: збільшується сила і частота серцевих скорочень, дихальних рухів, відбувається перерозподіл крові від внутрішніх органів і шкіри до м'язів і головного мозку, збільшується утворення глюкози і т. Д .

3) Гормони забезпечують підтримання сталості внутрішнього середовища організму - гомеостазу. Наприклад, цілих три гормону підтримують постійним кількість кальцію в організмі. При посилення вироблення кальцитоніну - гормону паращитовидної залози розвивається захворювання, на ранніх стадіях якого різко зростає рухливість суглобів (хворі можуть приймати неприродні пози, закладати ногу за голову, скручуватися спіраллю). В силу підвищеного вироблення кальцитоніну відбувається «вимивання» кальцію з кісток. Втрачаючи кальцій, кістки стають спочатку гнучкими, потім неміцними, ламкими, виникають множинні переломи.

Характеристика основних гормонів.

1. Дайте характеристику пептидних гормонів аденогіпофіза і нейрогипофиза.

Гормони аденогіпофіза.

Найбільш вивчений адренокортикотропний гормон (АКТГ) - молекула АКТГ представляє собою одиночну пептидную ланцюг, що складається з 39 амінокислотних залишків.

Біологічну активність має N-кінцевий фрагмент гормону, що складається з перших 24 амінокислотних залишків, що послужило підставою для синтезу аналога природного гормону, що включає 19 (α-кортикотропін) або 24 (β-кортикотропін) амінокислотних залишку. Послідовність амінокислот в цьому фрагменті АКТГ однакова у різних видів тварин. За імунологічні властивості відповідальний карбоксильний кінець молекули. Між 25-м і 33-м залишками зосереджені всі видові відмінності в первинній структурі АКТГ різного походження.

Фарманокінетіка АКТГ пов'язана з окисленням єдиного залишку метіоніну в 4-му положенні АКТГ в метіонінсульфоксід, що супроводжується оборотною, але повної інактивацією гормону. Інактивація АКТГ при окисленні метіоніну перешкоджає взаємодії його зі специфічними рецепторами в організмі, через які гормон здійснює свою біологічну дію. Швидко інактивується АКТГ і при відщепленні або блокуванні N-кінцевого серину. Синтетичний АКТГ інактивується в організмі швидше, ніж натуральний.

Фармакодинаміка АКТГ пов'язана з переважною стимуляцією кори надниркових залоз і підвищенням біосинтезу в ній стероїдних гормонів. Він також стимулює розпад нейтральних жирів в жировій тканині і сприяє виходу вільних жирних кислот в кров (ліпотропних активність). У зв'язку з тим що перші 13 амінокислот в АКТГ представляють повну структуру α-меланоцітостімулірующего гормону (α-МСГ), АКТГ надає меланоцитостімулірующий ефект. Він посилює кетогенез, знижує дихальний коефіцієнт, сприяє накопиченню глікогену в м'язах, знижує вміст амінокислот в плазмі крові і збільшує їх надходження в м'язові тканини; у адреналектомірованних тварин зменшує розпад кортикостероїдів, при стресі стимулює утворення кортикостероїдів і гальмує їх розпад в печінці.

У нейрогіпофіз синтезуються пептидні гормони, з яких найбільш вивчені вазопресин і окситоцин.

2. Розкажіть про функції пептидних гормонів паращитовидних залоз і щитовидної залози.

Гормон паращитоподібних залоз складається з однієї пептидного ланцюга з молекулярною вагою 8500, що містить 77 амінокислот. Він інактивується протеолітичнимиферментами, і його не можна вводити через рот.

Кількість гормону, який виділяється паращитовидних залозами, регулюється вмістом кальцію в крові. Зменшення концентрації кальцію стимулює секреторну активність цих залоз, а збільшення - пригнічує.

Щитовидна залоза виробляє також пептидний гормон тиреокальцитонин, або просто кальцитонін, який бере участь в регуляції фосфорно-кальцієвого обміну, активності остеокластів і остеобластів.

3. Які пептидні гормони виробляє підшлункова залоза і шлунково-кишковий тракт?

Підшлункова залоза виробляє пептидні гормони - соматостатин, інсулін;

Шлунково-кишковий тракт виробляє пептидні гормони - соматостатин.

4. Опишіть будову і функції інсуліну і глюкагону.

Інсулін.

Будова: Молекула інсуліну утворена двома поліпептидними ланцюгами, що містять 51 амінокислотний залишок: A-ланцюг складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюг утворена 30 амінокислотними залишками. Поліпептидні ланцюги з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистеїну, третя дисульфідний зв'язок розташована в A-ланцюга.

Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів трохи інакша, як різниться і його важливість у регуляції обміну вуглеводів. Найбільш близьким до людського є інсулін свині, який розрізняється з ним всього одним амінокислотним залишком: в 30 положенні B-ланцюга свинячого інсуліну розташований аланін, а в інсуліні людини - треонін; бичачий інсулін відрізняється трьома амінокислотними залишками.

функції:

1. Інсулін є найважливішим регулятором в проміжному обміні речовин. Головне його дія полягає в зниженні рівня цукру в крові.

2. Він не тільки полегшує роботу м'язовим і жирових клітин по поглинанню та використання глюкози, але ще і гальмує утворення нових молекул глюкози в печінці.

3. Також інсулін сприяє формуванню запасу глюкози в клітинах у формі глікогену, надає дію накопиченню інших речовин, які теж можуть бути джерелами енергії, - жиру, білка.

4. Інсулін частково накопичується в підшлунковій залозі, і, щоб звільнитися і з'єднатися в додатковій кількості, йому необхідно підвищення рівня глюкози в крові. Інсулін виробляється постійно, але швидкість його секреції на відміну від його дії змінюється.

Сама дія жорстко координовано з ефектами інших гормонів: глюкагону, катехол амінів, які підвищують рівень глюкози в крові, що, в свою чергу, і забезпечує підтримку цього рівня в вузьких межах норми (близько 80-100 мг глюкози на 100 мл крові).

5.Крім того, інсулін бере участь в утворенні глікогену в печінці.

6. Грає важливу роль в енергетичному балансі організму, перешкоджаючи переходу амінокислот в цукру.

7. Сприяє переходу вуглеводів в жири.

8. Покращує білковий синтез.

Глюкагон.

Будова: За хімічною будовою глюкагон є пептидним гормоном.

Молекула глюкагону складається з 29 амінокислот і має молекулярну вагу 3485 дальтон. Глюкагон був відкритий в 1923 році Кімбелл і Мерліном. Первинна структура молекули глюкагону наступна: NH3-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe- Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser- Arg-Arg-Ala-Gln-Asp- Phe-Val-Gln-Trp-Leu- Met-Asn-Thr-COOH.

Функції: Механізм дії глюкагону обумовлений його зв'язуванням зі специфічними глюкагонових рецепторами клітин печінки. Це призводить до підвищення опосередкованої G-білком активності аденілатциклази і збільшення утворення цАМФ. Результатом є посилення катаболізму депонированного в печінці глікогену (глікогенолізу). Глюкагон також активує глюконеогенез, ліполіз і кетогенез в печінці. Глюкагон практично не робить дії на глікоген скелетних м'язів, мабуть, через практично повну відсутність в них глюкагонових рецепторів. Глюкагон викликає збільшення секреції інсуліну з здорових β-клітин підшлункової залози і гальмування активності інсулінази. Це є, мабуть, одним з фізіологічних механізмів протидії викликається глюкагоном гіперглікемії. Глюкагон робить сильний інотропну і хронотропное дію на міокард внаслідок збільшення утворення цАМФ (тобто надає дію, подібну до дії агоністів β-блокатори, але без залучення β-адренергічних систем у реалізацію цього ефекту). Результатом є підвищення артеріального тиску, збільшення частоти і сили серцевих скорочень. У високих концентраціях глюкагон викликає сильне спазмолітичну дію, розслаблення гладкої мускулатури внутрішніх органів, особливо кишечника, не опосередковане аденилатциклазой. Глюкагон бере участь в реалізації реакцій типу "бий або біжи», підвищуючи доступність енергетичних субстратів (зокрема, глюкози, вільних жирних кислот, кетокислот) для скелетних м'язів і посилюючи кровопостачання скелетних м'язів за рахунок посилення роботи серця. Крім того, глюкагон підвищує секрецію катехоламінів мозковою речовиною надниркових залоз і підвищує чутливість тканин до катехоламінів, що також сприяє реалізації реакцій типу "бий або біжи».

5. Які гормони виробляє кіркова речовина наднирників? Їх біологічна значущість.

Кортикостероїдні гормони (синонім: адренокортикостероїдами, адреностероіди, кортикостероїди, кортикоїди) - гормони, які утворюються в кірковій речовині (корі) наднирників. Залежно від числа атомів вуглецю в молекулі гормони кори надниркових залоз ділять на С18-стероїди - жіночі статеві гормони - естрогени, що виробляються кірковим речовиною надниркових залоз в невеликій кількості; С19-стероїди - чоловічі статеві гормони - андрогени (див. Статеві гормони), С21-стероїди - власне кортикостероїдні гормони, що володіють специфічним біологічним дією. К. р, перетворюються в 17-кетостероїди в результаті окисного відщеплення бічного вуглецевого ланцюга (С20-С21) під впливом хімічних реагентів (пейродата натрію, окису хрому або вісмуту натрію), називають 17-кетогенная стероїдами.

За характером впливу К. р на обмін речовин виділяють дві групи цих гормонів: глюкокортикоїдних гормони, які беруть участь в регуляції обміну вуглеводів, білків, жирів, нуклеїнових кислот, і мінералокортикоїдні, гормони, що впливають на водно-сольовий і мінеральний обмін. При цьому глюкокортикоїдних гормони володіють слабо вираженою мінералокортикоїдної активністю, що необхідно враховувати при використанні препаратів цих гормонів в якості лікарських засобів, особливо при призначенні їх у великих дозах.

З коркового речовини надниркових залоз виділено 46 сполук, 9 з яких мають біологічну активність гормонів; це (а порядку убування біологічної активності) глюкокортикоїдних гормони кортизол, кортикостерон, кортизон, 11-дезоксікортізол, 11-дегідрокортікостерон і мінералокортикоїдні гормони альдостерон, дезоксикортикостерону, 18-оксідезоксікортікостерон і 18-оксікортікостерон.

Більшу частину К. р складають кортизол і кортикостерон. У людини секреція К. р коливається в наступних межах: кортизолу - 15-30 мг / добу, кортикостерону - 2-5 мг / добу, альдостерону - 75-300 мкг / добу. Секреція К. р в кровотік протягом доби схильна до певного ритму. У людини максимальний вміст кортизолу (до 0,44 мкмоль / л, або 16 мкг / 100 мл) і кортикостерону (до 0,033 мкмоль / л, або 1,5 мкг / 100 мл) в крові визначається вранці між 6 і 9 год; до півночі концентрація цих гормонів в крові знижується в 3-4 рази. Виявлено також епізодичний ритм секреції К. р .: піки викиду в кров кортизолу і кортикостерону розділені періодами спокою, коли концентрація К. р в крові падає до нуля. Максимальна секреція альдостерону збігається з максимумом секреції кортизолу в ранкові години, в решту часу синхронність в піках секреції цих гормонів відсутня. Період біологічного напіввиведення К. р різний, в середньому для кортизолу він дорівнює (в хвилинах): 95 (80-110), для кортикостерону 75 (60-90), для альдостерону 30 (24-36).

6. Опишіть будову і функції основних кортикостероїдів.

Мал. Будова і основні етапи синтезу кортикостероїдів. 1 - перетворення холестеролу в прегненолон (гідроксилаза, відщеплюється бічний ланцюг); 2 - утворення прогестерону (3-β-гідроксістероіддегідрогеназа); 3,4,5 - реакції синтезу кортизолу (3 - 17-гідроксилази, 4 - 21-гідроксилази, 5 - 11-гідроксилази); 6, 7, 8 - шлях синтезу альдостерону (6 - 21-гідроксилази, 7 - 11-гідроксилази, 8 - 18-гідроксилази, 18-гідроксидегідрогенази); 9,10,11 - шлях синтезу тестостерону (9 - 17-гідроксилази, 10 - 17,20-ЛіАЗ, 11 - дегидрогеназа).

7. Опишіть будову і функції статевих гормонів.

Статеві гормони - біологічно активні речовини, що виробляються в статевих залозах, корі надниркових залоз і плаценті, що стимулюють і регулюють статеву диференціювання в ранньому ембріональному періоді, розвиток первинних і вторинних статевих ознак, функціонування статевих органів і формування специфічних поведінкових реакцій, а також впливають на обмін речовин, стан систем адаптації організму і ін. По біологічній дії діляться на андрогени, естрогени і гестагени - гормони жовтого тіла.

Синтезуються статеві гормони в основному в стероідообразующіх клітинах статевих залоз із загального для стероїдів попередника - холестерину. В яєчках утвориться в основному чоловічий статевий гормон тестостерон, в яєчниках - також тестостерон, який в клітинах фолікула, що зріє перетворюється в естрогени. Жовте тіло яєчника продукує переважно жіночий статевий гормон прогестерон.

Біосинтез статевих гормонів контролюється гонадотропними гормонами гіпофіза.

Основним стимулятором стероідообразующіх клітин яєчка і яєчника є лютеїнізуючого гормону (ЛГ). Необхідною умовою є участь у цьому процесі фолікулостимулюючого гормону (ФСГ), що особливо істотно для правильного функціонування яєчників щодо продукції статевих гормонів, так як тільки при розвитку повноцінного фолікула, своєчасної овуляції і формуванні активного жовтого тіла яєчник здатний забезпечити нормальний гормональний баланс. При порушенні дозрівання фолікулів і відсутності овуляції страждає естрогенообразующая функція яєчника, що призводить до порушення кількісного співвідношення між синтезуються статевими гормонами в сторону попередника естрогенів - тестостерону. Відсутність овуляції веде до неможливості розвитку жовтого тіла і до нестачі в організмі прогестерону. Наднирники також продукують невеликі кількості статевих гормонів, в основному андрогенів. У період вагітності гормонами організм матері і плоду насичує плацента.

Біологічна дія статевих гормонів опосередковується за участю специфічних рецепторів, що є на поверхні клітин тканин органів-мішеней і забезпечують захоплення молекули гормону і перенесення її всередину клітини. Органами-мішенями для андрогенів є чоловічі статеві органи, волосяні фолікули, розташовані на ділянках шкіри, відповідних чоловічим типом оволосіння, м'язова тканина, а для естрогенів і гестагенів - жіночі статеві органи і молочні залози.

Порушення гормоносвязивающіх активності клітинних рецепторів органів-мішеней веде до розвитку характерних патологічних станів. Особливо важливу роль в регуляції статевої функції відіграють рецептори статевих гормонів, располагаюпщеся в клітинах гіпоталамуса.

Від концентрації статевих гормонів в крові, що надходить до клітин гіпоталамуса, залежить кількість що виділяється цими клітинами гонадолиберина. При низькій концентрації статевих гормонів в крові біосинтез гонадолиберина збільшується і відповідно зростає виділення гіпофізом гонадотропних гормонів, що стимулюють стероідообразующіе клітини статевих залоз. При високій концентрації статевих гормонів в крові синтез гонадоліберину пригнічується, а продукція гонадотропних гормонів знижується. Таким чином здійснюється підтримка гормональної та гаметогенной функції статевих залоз на рівні, відповідному нормі (так званий гонадостата). В медицині препарати статевих гормонів та їх синтетичні аналоги використовуються в якості лікарських засобів для замісної терапії, для протипухлинної терапії, контрацепції та лікування різних сексуальних розладів у партнерів, з метою діагностики.

8. Значення і функції жіночих статевих гормонів.

Існує два основних гормону, які мають найбільший вплив на стан і функціонування жіночої статевої системи - естроген і прогестерон.

естроген

Естроген вважається жіночим гормоном. Часто його згадують у множині, тому що існує кілька їх видів. Вони постійно виробляються яєчниками з моменту початку статевого дозрівання і до клімактеричного періоду, проте їх кількість залежить від того, в якій фазі менструального циклу знаходиться жінка. Однією з ознак того, що в організмі дівчинки вже почали вироблятися ці гормони, є збільшення молочних залоз і набухання сосків. Крім того, дівчинка, як правило, раптово починає швидко рости, а потім зростання припиняється, на що теж впливають естрогени.

В організмі дорослої жінки естрогени виконують ряд найважливіших функцій.По-перше, саме вони відповідають за перебіг менструального циклу, так як їх рівень в крові регулює діяльність гіпоталамуса і, отже, всі інші процеси. Але, крім цього, естрогени впливають і на функціонування інших частин організму. Зокрема, вони захищають судини від скупчення на їх стінках холестеринових бляшок, що викликають таке захворювання, як атеросклероз; регулюють водно-сольовий обмін, збільшують щільність шкіри і сприяють її зволоженню, регулюють діяльність сальних залоз. Також ці гормони підтримують міцність кісток і стимулюють утворення нової кісткової тканини, затримуючи в ній необхідні речовини - кальцій і фосфор. У зв'язку з цим, під час клімаксу, коли яєчники виробляють дуже мала кількість естрогенів, у жінок нерідкі переломи або розвиток остеопорозу.

гормон прогестерон

Гормон прогестерон вважається чоловічим гормоном, так як домінує він у чоловіків (нагадаємо, що у будь-якої людини міститься певна кількість і тих, і інших гормонів). На відміну від естрогенів він виробляється виключно після того, як яйцеклітина покинула свій фолікул і утворилося жовте тіло. У тому випадку, якщо це не відбулося, прогестерон не виробляється.

За словами гінекологів та ендокринологів нашого медичного центру «Евромедпрестіж», ситуації відсутності прогестерону в організмі жінки можуть вважатися нормальними в перші два роки після початку менструації і в період, що передує клімаксу. Однак в інші моменти недолік прогестерон є досить серйозним порушенням, так як може призвести до неможливості завагітніти. Детальніше про цю форму безпліддя ви можете прочитати у відповідному розділі сайту нашого медичного центру.

В організмі жінки прогестерон діє тільки разом з естрогенами і як би на противагу їм, згідно діалектичному закону філософії про боротьбу і єдність протилежностей. Так, прогестерон зменшує набухання тканин молочних залоз і матки, сприяє загусанню рідини, яку виділяє шийка матки, і утворення так званої слизової пробки, що закриває канал шийки матки. В цілому ж, прогестерон, готуючи матку до вагітності, діє таким чином, що вона постійно знаходиться в стані спокою, зменшує число скорочень.

Крім цього, гормон прогестерон робить специфічний вплив і на інші системи організму. Зокрема, він здатний зменшувати відчуття голоду і спраги, впливає на емоційний стан, «гальмує» активну діяльність жінки. Завдяки йому, температура тіла може підвищуватися на кілька десятих градуса.

І на закінчення розмови про вплив гормональних речовин на організм і стан жінки необхідно відзначити, що, як правило, часто зустрічаються зміни настрою, дратівливість, проблеми зі сном і т.д. в передменструальний і власне менструальний період є наслідком порушення балансу гормонів естрогену і прогестерону. Таким чином, помітивши у себе подібні симптоми, жінці краще всього звернутися до фахівця, лікаря-гінеколога, щоб нормалізувати свій стан і попередити можливі проблеми зі здоров'ям.

9. Дайте характеристику чоловічих статевих гормонів.

Внутрішньосекреторна функція чоловічих статевих залоз була встановлена ​​в 1849 р, проте тільки в 1931 р А. Бутенандтом з сечі чоловіків було виділено гормон в кристалічному вигляді, який надавав стимулюючу дію на ріст півнячого гребеня каплунів. Цей гормон був названий андростерона (від грец. Andros - чоловік, а запропонована його хімічна структура підтверджена хімічним синтезом, здійсненим в 1934 р одночасно А. Бутенандтом і Л. Ружичка. Пізніше з сечі чоловіків було виділено ще один гормон - дегідроепіандростерон, який володів меншою біологічною активністю. надалі група С19-стероїдів (складаються з 19 атомів вуглецю), що володіють здатністю прискорювати ріст півнячого гребеня, була названа андрогенами. У той же час гормон, виділений з тканини сім'яників, виявився активн її андростерона майже в 10 разів і був ідентифікований у вигляді тестостерону (від лат. testis - семенник). Будова всіх трьох андрогенів може бути представлено в наступному вигляді:

Андрогени на відміну від естрогенів мають дві ангулярного метильние групи (у С10- і С13-атомів); на противагу ароматичного характеру кільця А естрогенів тестостерон, крім того, містить кетон-ву групу (як і кортикостероїди).

Біосинтез андрогенів здійснюється головним чином у сім'яниках і частково в яєчниках і надниркових залозах. Основними джерелами і попередниками андрогенів, зокрема тестостерона, є оцтова кислота і холестерин. Існують експериментальні докази, що шлях біосинтезу тестостерону від стадії холестерину включає кілька послідовних ферментативних реакцій через прегненолон і 17-α-окси-прегненолон (див. Раніше). Регуляція біосинтезу андрогенів в сім'яниках здійснюється гонадотропними гормонами гіпофіза (ЛГ і ФСГ), хоча механізм їх первинного ефекту досі не розкритий; в свою чергу андрогени регулюють секрецію гонадотропінів за механізмом негативного зворотного зв'язку, блокуючи відповідні центри в гіпоталамусі.

Біологічна роль андрогенів у чоловічому організмі в основному пов'язана з диференціюванням і функціонуванням репродуктивної системи, причому на відміну від естрогенів андрогенні гормони вже в ембріональному періоді істотно впливають на диференціювання чоловічих статевих залоз, а також інших тканин, визначаючи характер секреції гонадотропних гормонів у дорослих. У дорослому організмі андрогени регулюють розвиток чоловічих вторинних статевих ознак, сперматогенез в сім'яниках і т.д. Слід зазначити, що андрогени роблять значний анаболізму, що виражається в стимуляції синтезу білка у всіх тканинах, але в більшій мірі в м'язах. Для реалізації анаболічного ефекту андрогенів необхідною умовою є присутність соматотропіну. Є дані, що свідчать про участь андрогенів в регуляції біосинтезу макромолекул в жіночих репродуктивних органах, зокрема синтезу мРНК в матці.

Розпад чоловічих статевих гормонів в організмі здійснюється в основному в печінці шляхом утворення 17-кетостероїдів (див. Раніше). Період напіврозпаду тестостерону не перевищує декількох десятків хвилин. У дорослих чоловіків з сечею виводиться не більше 1% незміненого тестостерону, що свідчить про його розщепленні переважно в печінці до кінцевих продуктів обміну. Дегідроепіандростерон в основному виводиться з сечею в незміненому вигляді. При деяких захворюваннях збільшується екскреція з сечею гідроксильованих форм андро-генів при еквівалентному зниженні виділення класичних форм 17-кето-стероїдів. Слід вказати також на можливість утворення 17-кетосте-роідов з тестостерону у жінок. Відзначено високий рівень частоти раку молочних залоз у жінок зі зниженою екскрецією 17-кетостероїдів. Тестостерон і його синтетичні аналоги (тестостерон-пропіонат) знайшли застосування в медичній практиці в якості лікарських препаратів при лікуванні ракової пухлини молочної залози.

10. Розгляньте роль катехоламінів в організмі.

Катехоламіни впливають на обмін вуглеводів і жирів, підсилюють тканинне дихання і газообмін, активують інтенсивність обміну метаболітів циклу Кребса, що. Їм належить важлива роль в адаптації організму до систематичної м'язової діяльності.

11. Запишіть формули адреналіну і норадреналіну.

Формула адреналіну.

Формула норадреналіну.

12. Напишіть формулу тироксину.

Структурна формула тироксину.

13. Розкажіть про роль гормонів щитовидної залози в організмі.

Щитовидна залоза, незважаючи на малі розміри і масу, за рахунок вироблюваних гормонів впливає на організм по багатьом напрямкам, забезпечуючи нормальне функціонування більшості органів і систем. Причому цей вплив чітко взаємопов'язане з іншими ендокринними залозами - залозами, статевими залозами, гіпофізом і ін., Нервової та імунної системами. Це дозволяє організму адекватно реагувати на постійно мінливі умови зовнішнього і внутрішнього середовища.

Гормони щитовидної залози регулюють енергетичний обмін, обмін білків, жирів і вуглеводів, кальцію у всіх клітинах організму, в тому числі і нервовій системі. Але все ж можна визначити 3 головні напрями дії цих гормонів:

1. Метаболічний - виражається в регуляції обмінних процесів: збільшення синтезу білка, підвищення розпаду жирів і вуглеводів, що відбувається у всіх клітинах організму, особливо нервової системи.

2. Регуляторний - ці гормони відповідають за нормальний процес засвоєння кальцію кістками і рівень вмісту цукру в крові.

3. Адаптаційне - поряд з гормонами кори надниркових залоз вони забезпечують фізіологічну адаптацію, тобто здатність організму пристосовуватися, змінювати свою активність в залежності від потреб в ній конкретного органу або системи.

Гормони щитовидної залози життєво важливі особливо в дитячому та підлітковому віці. У перші роки життя вони відповідають за дозрівання вищих структур головного мозку і інтелектуальний потенціал, фізичний розвиток і лінійний ріст, запуск і нормальний перебіг статевого дозрівання.

Гормони щитовидної залози необхідні для контролю освіти тепла, швидкості поглинання кисню клітинами, беруть участь в підтримці нормального функціонування дихального центру, імунітету.

Вони впливають на стан і якість роботи серцевого і скелетних м'язів, стан жирової тканини, покращують кровотворення, стимулюють моторику шлунково-кишкового тракта'

Наведений вище не самий повний перелік впливу гормонів щитовидної залози в організмі людини чітко показує значення нормального функціонування цього органу для всього організму його господаря.З іншого боку можна зрозуміти чому збій в роботі цієї маленької залози може привести до розвитку багатьох захворювань інших органів, лікування яких без приведення в порядок рівня гормонів щитовидної залози буде недостатньо ефективним.

14. Порівняйте механізм дії пептидних та стероїдних гормонів. Що спільного в механізмі їх дії і чим вони відрізняються?

Молекулу гормону зазвичай називають первинним посередником регуляторного ефекту, або лігандом. Молекули більшості гормонів зв'язуються зі специфічними для них рецепторами плазматичних мембран клітин мішеней, утворюючи ліганд-рецепторний комплекс. Для пептидних, білкових гормонів і катехоламінів його освіту є основним початковою ланкою механізму дії і призводить до активації мембранних ферментів і утворення різних вторинних посередників гормонального регуляторного ефекту, що реалізують свою дію в цитоплазмі, органелах і ядрі клітини. Серед ферментів, активуються ліганд-рецептор-ним комплексом, описані: аденилатциклаза, гуанілатциклазу, Фосфоліпу-зи С, D і А2, тирозинкінази, фосфаттірозінфосфатази, фосфоінозитидів-3-ОН-кіназа, серінтреонін-кіназа, синтаза N0 і ін.

Вторинними посередниками, що утворюються під впливом цих мембранних ферментів, є: 1) циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ); 2) циклічний гуано зінмонофосфат (цГМФ); 3) инозитол-3-фосфат (ИФЗ); 4) диацилглицерол; 5) олиго (А) (2,5-олігоізоаденілат); 6) Са2 + {іонізований кальцій); 7) фосфатидними кислота; 8) циклічна аденозіндіфосфатрібоза; 9) N0 (оксид азоту). Багато гормонів, утворюючи ліганд-рецепторні комплекси, викликають активацію одночасно декількох мембранних ферментів і, відповідно, вторинних посередників.

Механізм дії стероїдних (жиророзчинних) гормонів

  • Проникнення стероїду (С) в клітку

  • Освіта комплексу НГ. Все Р стероїдних гормонів є глобулярні білки приблизно однакового розміру, з дуже високою спорідненістю зв'язують гормони

  • Трансформація СР в форму, здатну зв'язуватися ядерними акцепторами [СР] Будь-яка клітина містить всю генетичну інформацію. Однак при спеціалізації клітини більша частина ДНК позбавляється можливості бути матрицею для синтезу іРНК. Це досягається шляхом згортання навколо білків гістонів, що веде до перешкоди транскрипції. У зв'язку з цим генетичний матеріал клітини можна розділити на ДНК 3-х видів:

1.транскріпціонно неактивна

2.постоянно експрессіруемим

3.індуціруемая гормонами або іншими сигнальними молекулами.

  • Зв'язування [СР] з хроматиновой акцептором.

  • Слід зазначити, що цей етап дії С повністю не вивчений і має ряд спірних моментів. Вважається що [СР] взаємодіє зі специфічними ділянками ДНК так, що це дає можливість РНК-полімерази вступити в контакт до певних доменів ДНК.

Цікавим є досвід, який показав, що період напіввиведення іРНК при стимуляції гормоном збільшується. Це призводить до багатьох протиріч: стає незрозуміло ¾ збільшення кількості іРНК свідчить, про те що [СР] підвищує швидкість транскрипції або збільшує період напіввиведення іРНК; в той же час збільшення напіввиведення іРНК пояснюється наявністю великого числа рибосом в гормон-стимульованої клітці, які стабілізують іРНК або іншим дією [СР] невідомим для нас на сьогоднішній момент.

  • Виборча ініціація транскрипції специфічних мРНК; координований синтез тРНК і рРНК

Можна вважати, що основний ефект [СР] полягає в розпушенні конденсованого хроматину, що веде до відкривання доступу до нього молекул РНК-полімерази. Підвищення кількості іРНК призводить до збільшення синтезу тРНК і рРНК.

  • Процесинг первинних РНК

  • Транспорт мРНК в цитоплазму

  • синтез білка

  • Посттрансляційна модифікація білка

Тема 9. Біохімічна характеристика тренованого організму.

Харчування спортсменів.

1. Перерахуйте основні складові продуктів харчування.

При заняттях спортом вичерпання запасів глікогену може викликати стомлення і погане виконання упражненій.Большое вміст вуглеводів в харчуванні є частиною здорового денного режиму, а вживання вуглеводів незабаром після тренувань максимально сприяє відновленню сил.

Білки - основа живої матерії, будівельний матеріал для всіх органів тіла, м'язової системи, кісткової тканини, сухожиль і связок.Оні складаються з більш простих речовин, які називаються амінокіслотамі.Некоторие амінокислоти виробляє сам організм, решта надходить разом з піщей.Белкі можуть бути тваринного походження: у великій кількості вони містяться в м'ясі, рибі, сирих яйцях і молочних продуктах.

Білки рослинного походження містяться в сої, мигдалі, горіхах, в цільних зернах злакових культур, в бобових - в квасолі. сочевиці і т.д.

Білкові продукти рослинного походження не можуть забезпечити наш організм всіма необхідними йому амінокислотами. Тому потрібно вживати рослинний білок нарівні з твариною.

Дефіцит білка може викликати найсерйозніші наслідки: в'ялість м'язів, зниження імунітету, в'янення шкіри і т.д.

Якщо споживання білків (протеїнів) занадто велике, а фізичні навантаження недостатні, то білки накопичуються в організмі і трансформуються в сечову кислоту, що викликає подагру (це відноситься, перш за все, до пуріновим підстав, що містяться в м'ясі та рибі, точніше - не в м'язах, а в субпродуктах - нирках, печінці, які переходять при варінні в бульйон)

Білок - не дуже корисне джерело енергії. При ращепленіі білків виходить менше 10% енергії, яка використовується на тренуваннях. Спортсменам необхідно всього лише 1 - 2 г білка на 1 кг ваги тіла в день, людям, які ведуть активний спосіб життя досить 40 - 60г в день. Для утворення тканин необхідно обмежена кількість протеіна.Ізлішек білка сприяє накопиченню жиру.

Якщо загальне споживання вуглеводів недостатньо, то організм переключається на білки для виробництва енергії, замість того щоб використовувати їх для основного завдання - утворення тканин. В цьому випадку тіло починає втрачати м'язову масу.

Жири являють собою найбільш концентрований джерело енергії з усіх харчових речовин. Крім того, жири (а точніше - ліпіди) входять до складу клітинних мембран і беруть участь в різноманітних процесах, що відбуваються в клітині. Жири можна розділити на більш насиченим і ненасичені (в свою чергу - поліненасичені і мононенасичені).

Насичені жирні кислоти (жир яловичини, свинини, баранини, птиці, молочних продуктів, кокосової та пальмової олії. Маргарину, шоколаду) мають тенденцію збільшувати рівень холестерину в крові. Насичені жирні кислоти повинні забезпечувати не більше10% від денного споживання калорій.

Поліненасичені жири містяться в кукурудзі, бавовнику, сої, соняшнику і в рибі.

Мононенасичені жири знаходяться в авокадо, оливковій олії, арахісове, рапсовій олії і більшості горіхів.

Жири повинні забезпечувати від 10 до 30% денного споживання калорій.

Споживання занадто малу кількість жирів створює для спортсмена інші проблеми, головним чином неадекватна споживання калорій. Надлишок жирів призводить до порушення обміну холестерину, посилюються згортають властивості крові, виникають умови, що сприяють розвитку ожиріння, жовчнокам'яної хвороби, атеросклероза.Ізбиток поліненасичених жирних кислот призводить до захворювань нирок і печінки. Деяка кількість жиру доречно при кожному прийомі їжі. Однак слід уникати надмірних кількостей смаженої, жирної, маслянистої їжі, яка заповнює шлунок, але залишає організм без пального.

Вітаміни - біологічно активні речовини, необхідні для нормальної життєдіяльності, які не забезпечують організм енергією, але необхідні для успішного обміну веществ.Прі повну відсутність хоча б одного з вітамінів настає порушення обміну речовин і розвивається авітаміноз. Нестача вітамінів викликає гіповітаміноз, що супроводжується також порушенням обміну речовин, але в меншому ступені. Гіповітаміноз можуть виникати при неправильному харчуванні людини і підвищеному витратах вітамінів, наприклад, у спортсменів при напружених тренуваннях. Відповідно до твердження Американської медичної асоціації, здоровий чоловік або жінка. яка не є вагітною або годує грудьми, не потребують вітамінних добавках, поки вони знаходяться на різноманітної дієті.

Мінеральні речовини - це будівельний матеріал. Наприклад, залізо - для крові, кальцій і фосфор - для кісток, фтор для зубів. Однак вони беруть участь і в багатьох процесах обміну речовин - як, наприклад, магній в скороченні м'язів, калій і натрій в регулюванні водного обмена.Оні є основною частиною гормонів - як йод в секреції щитовидної залози. Найважливіші постачальники мінеральних речовин - молоко і молочні продукти, м'ясо, незбиране зерно, овочі і фрукти, бобові та риба. Відносно мінеральних речовин також справедливо правило: краще отримувати їх через здорове харчування, ніж окремо у вигляді медикаментів.

Добавки вітамінів або мінеральних речовин, що перевищують рекомендовані норми споживання, не поліпшують виконання вправ у добре харчуються спортсменів.

Вода відповідає за регулювання температури тіла і попередження перегріву, здійснює доставку вітамінів, мінеральних речовин по системі кровообігу. Джерело - вода, соки, спортивні напої.

2. Опишіть роль білків в харчуванні спортсменів.

Білки-це високомолекулярні азотисті сполуки, основна і обов'язкова частина всіх організмів. Білки складаються з вуглецю, кисню, водню, фосфору, сірки і азоту-16%., Що входять до складу амінокислот - основних структурних компонентів білка, які поділяються на замінні і незамінні. Замінні амінокислоти можуть синтезуватися в організмі, а незамінні (валін, лейцин, ізолейцин, лізин, метіонін, триптофан, треонін, фенілаланін, аргінін і гістидин) - надходять тільки з їжею. Білки являють собою полімерні молекули до складу яких входить 20 різних амінокислот. Зміна числа амінокислотних залишків і послідовності їх розташування в молекулі білка забезпечує можливість утворення величезної кількості білків, що відрізняються своїми фізико-хімічними властивостями, структурної або функціональної роллю в організмі.

Білки потрібні тварині організму в готовому вигляді, так як синтезувати їх, подібно до рослин, з неорганічних речовин грунту і повітря він не може.

3. Дайте характеристику вуглеводів як основного джерела енергії.

Вуглеводи - основне джерело енергії. Найголовніший компонент їжі, який треба контролювати пацієнту з цукровим діабетом. Існує кілька видів вуглеводів:

Моносахариди (прості цукри, розчинні у воді) - глюкоза, фруктоза, галактоза.

Дисахариди (більш складні цукру) - сахароза, лактоза, мальтоза, глікоген.

Полісахариди (складні цукру, нерозчинні у воді) - крохмаль, целюлоза.

Олігосахариди - цукру, присутні в бобах і горосі.

Харчові волокна:

- розчинні (пектин, гуар, клейковина і ін.)

- нерозчинні (лігнін, целюлоза, геміцелюлоза).

До вуглеводів належать всі рослинні продукти харчування: зернові (борошно і хлібобулочні вироби, борошно-круп'яні вироби), фрукти, ягоди, овочі, а також молоко і рідкі молочні продукти. Так, група зернових продуктів, крім вуглеводів, є джерелом білка, мінеральних речовин (магнію, фосфору, заліза, цинку, селену), харчових волокон, фітінових з'єднань, вітамінів групи В, РР. Молочні продукти - найважливіший джерело повноцінного білка, кальцію, фосфору, калію, вітамінів А, D, B2. Кальцій в молочних продуктах перебуває в сприятливих співвідношеннях з фосфором і магнієм, що сприяє засвоєнню і підвищує вміст цих мінеральних речовин в кістках. Овочі і фрукти є важливим джерелом незамінних харчових речовин, які не синтезуються в організмі і повинні надходити з їжею. Це багато вітаміни і мінерали, харчові волокна, органічні кислоти та інші біологічно активні речовини (індол, поліфеноли, ефірні масла, фітонциди, хлорофіл).

При згорянні 1 г вуглеводів виділяється 4 кілокалорії теплової енергії. За своїм складом вуглеводи можна розділити на:

• медленноусвояемих (складні) - полісахариди, олігосахариди і харчові волокна

Джерелом складних вуглеводів є: крахмалсодержащіе зернові продукти (крупи, хліб, картопля, макаронні вироби), що не крохмальні овочі (бобові, квасоля), фрукти і рідкі молочні продукти. Вони всмоктуються повільніше і плавно (в середньому від 30 до 60 хвилин), так як піддаються більш тривалого процесу розщеплення на прості вуглеводи. Складають основу харчування - 50% від добової кількості калорій.

• бистроусвояемий (прості) - моносахариди і дисахариди

Джерело легких вуглеводів - солодкі газовані напої і соки, мед, варення, цукерки. Всмоктуються швидко і легко через 10-15 хвилин. Часто містять приховані жири і не створюють відчуття ситості. Рекомендуються в харчуванні хворого на цукровий діабет як засіб швидкого підвищення вмісту цукру в крові.

4. Опишіть роль жирів в харчуванні спортсменів.

Жири забезпечують м'язи енергією під час лазіння. Спочатку організм бере енергію з вуглеводів. Якщо тренування стає більш інтенсивної або протікає довше однієї години, основну роль у виробництві енергії починають грати жири. Перед тренуваннями, однак, не варто приймати продукти містять велику кількість жиру. Що б переварити жири необхідно від трьох до п'яти годин, в цей період фізичні можливості спортсмена значно знижуються, і людина весь цей період відчуває нав'язливий стан сонливості.

5. Вкажіть особливості харчування при заняттях спортом.

Харчування при заняттях різними видами спорту не може і не повинно будуватися по одному і тому ж зразку. Ніяка, навіть найкорисніша маложирна дієта з високим вмістом вуглеводів, не може бути однаково прийнятною для всіх видів спорту, наприклад для бігу на великі дистанції, де потрібна велика витривалість, і для тих видів, де необхідно максимальне напруження протягом невеликих проміжків часу, як , наприклад, у важкій атлетиці. Жировий прошарок, необхідна для плавця, буде заважати фігуристові.

ДІЄТИ ДЛЯ СПОРТСМЕНІВ:

У традиційному харчуванні дієти застосовуються в основному для лікування і профілактики різних захворювань, а також для поліпшення стану здоров'я людини. Принципова відмінність спортивних дієт полягає в тому, що в певні періоди своєї діяльності спортсмени, які володіють хорошою фізичною формою, дотримуються тих чи інших дієт. У сучасному спорті використовується безліч дієт, які різні як за своєю спрямованістю, так і за своїм призначенням.

Дієти та їх особливості:

У сучасному спортивному харчуванні існує і використовується досить багато дієт, їх розробка рік від року ведеться все активніше. В даний час в дієти включаються не тільки звичайні продукти в певній кількості, але і спеціалізовані добавки, препарати та стимулятори, які допомагають швидше й ефективніше досягти бажаного результату. Дієти, призначені для спортсменів, різняться в основному за характером впливу на організм і переслідуваним спортивним цілям. Кількість дієт величезне, проте кожна з них повинна ґрунтуватися на наступних принципах:

1) повноцінне харчування є запорукою спортивного успіху;

2) жири не завжди негативно впливають на організм і спортивну форму;

3) не можна без розбору вживати ті чи інші дієтичні продукти, тому що важливо не те, що знаходиться на тарілці, а то, що переварить шлунок, і саме ці речовини насичують енергією організм і живлять кров.

6. Опишіть роль вітамінів в харчуванні спортсменів.

Вітаміни відіграють важливу роль у харчуванні спортсменів. Дефіцит надходження вітамінів призводить до зниження ефективності тренувань і може сприяти виникненню перетренування.

Основна причина дефіциту настання вітамінів - недостатньо різноманітний набір продуктів добового раціону, що зустрічається і в спортивній практиці.

Підвищені фізичні навантаження і нервово-емоційне напруження в період змагань є чинником, що підвищує потребу організму у вітамінах. Особливо помітна потреба у вітамінах, використовуваних для синтезу ферментів енергетичного обміну (нікотинова кислота, тіамін, рибофлавін). Велика потреба в вітаміні С, що приймає безпосередню участь в процесах біологічного окислення, синтезі гормонів. Нормальне надходження вітаміну Е необхідно всім категоріям спортсменів, але особливо важливо для представників швидкісно-силових видів спорту. Для гімнастів, акробатів, особливо важливо достатнє надходження піридоксину, його дефіцит призводить до порушення функції вестибулярного аналізатора.

Вітамін А впливає на функцію зору, тому його вмісту в раціоні приділяють особливу увагу при підготовці стрільців, біатлоністів, авто- і мотогонщиків.

Ряд вітамінів (ціанкобаламін, піридоксин, фолієва кислота та ін.) Або витаминоподобних речовин (карнітин та ін.) Мають позитивну дію на білковий обмін.

Вітаміни надходять з харчовим раціоном в комплексі і в певних співвідношеннях. Вітаміни містяться в різних продуктах: вітамінів С і Р - більше в овочах і фруктах, вітамін Е надходить переважно з рослинними оліями, вітамін В міститься в хлібі грубого помелу, його майже немає в вищих сортах хліба, піридоксину багато в рибі, вітамін А міститься тільки в тваринних продуктах (жирах).

Для підвищення вітамінної цінності раціону, задоволення підвищеної потреби в них організму спортсменів використовуються вітамінні препарати - аеровіт, ундевіт, декамевіт. Останні два кращі для використання особами старшого віку. Що доцільно при заняттях оздоровчою фізичною культурою. Є вітамінні комплекси, що містять широкий набір вітамінів і коферментів в поєднанні з мінеральними речовинами (наприклад, компливит). Застосування комплексу вітамінів в профілактичних цілях сприяє великому ефекту тренування, попереджає прояв перетренування.

Окремі вітаміни у великих дозах застосовуються при наявності спеціальних показань, отримання спрямованого ефекту, як правило, лікувального. Вони призначаються лікарем. Безконтрольне використання вітамінів у великих дозах, без достатніх підстав неприпустимо, тому що може надати небажаний вплив на обмін речовин і навіть викликати хворобливий прояв.

100



:)

  • Таблиця. Хімічна класифікація гормонів

  • Скачати 307.1 Kb.