биохимия экзамен. 1. Белки элементный и аминокислотный состав. Физиологическая роль белков. Первичная структура белков и ее информационная роль. Конформация белка этапы формирования, особенности влияния условий среды. Конформационная лабильность белков
 Скачать 6.55 Mb.
|
|
13.Мембранные липиды: структура и свойства липидов. Трансмембранная асимметрия. Функции липидов мембран. Особенности строения мембранных белков, локализация (интегральные, липид-связанные белки, периферические белки), функции. Цитоскелет и гликокаликс мембран. Липиды мембран Основная часть липидов в мембранах представлена фосфолипидами, гликолипидами и холестерином. Липиды мембран имеют в структуре две различные части: неполярный гидрофобный «хвост» и полярную гидрофильную «голову». Такую двойственную природу соединений называют амфифильной. Липиды мембран образуют двухслойную структуру. Каждый слой состоит из сложных липидов, расположенных таким образом, что неполярные гидрофобные «хвосты» молекул находятся в тесном контакте друг с другом. Так же контактируют гидрофильные части молекул. Все взаимодействия имеют нековалентный характер. Два монослоя ориентируются «хвост к хвосту» так, что образующаяся структура двойного слоя имеет внутреннюю неполярную часть и две полярные поверхности. Белки мембран включены в липидный двойной слой двумя способами: связаны с гидрофильной поверхностью липидного бислоя - поверхностные мембранные белки погружены в гидрофобную область бислоя - интегральные мембранные белки. Поверхностные белки своими гидрофильными радикалами аминокислот связаны нековалентными связями с гидрофильными группами липидного бислоя. Интегральные белки различаются по степени погруженности в гидрофобную часть бислоя. Они могут располагаться по обеим сторонам мембраны и либо частично погружаются в мембрану, либо прошивают мембрану насквозь. Погруженная часть интегральных белков содержит большое количество аминокислот с гидрофобными радикалами, которые обеспечивают гидрофобное взаимодействие с липидами мембран. Гидрофобные взаимодействия поддерживают определенную ориентацию белков в мембране. Гидрофильная выступающая часть белка не может переместиться в гидрофобный слой. Часть мембранных белков ковалентно связаны с моносахаридными остатками или олигосахаридными цепями и представляют собой гликопротеины Асимметрия мембран Хотя каждый монослой образован из липидов, ориентированных одинаковым образом, тем не менее, липидный состав монослоев различен. Например, в плазматической мембране эритроцитов фосфатидилхолины преобладают в наружном слое, а фосфатидилсерины во внутреннем слое мембраны. Углеводные части белков и липидов располагаются на наружной части мембраны. Кроме того, поверхности мембраны отличаются по составу белков. Степень такой асимметрии мембран различна у разных типов мембран и может меняться в процессе жизнедеятельности клетки и ее старения. Подвижность (жесткость) и текучесть мембран также зависят от ее состава. Повышенная жесткость обуславливается увеличением соотношения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, а также холестерина. Физические свойства мембран зависят от расположения белков в липидном слое. Липиды мембран способны к диффузии в пределах слоя параллельно поверхности мембраны (латеральная диффузия). Белки тоже способны к латеральной диффузии. Поперечная диффузия в мембранах сильно ограничена. Липиды выполняют в организме ряд функций. Главными из них являются следующие: Энергетическая функция – при окислении липидов в организме выделяется энергии больше, чем при распаде такого же количества углеводов или белков. Источниками энергии служат триацилглицеролы и свободные жирные кислоты. Структурная функция – липиды образуют основу клеточных мембран и липопротеинов крови. В образовании этих структур участвуют фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Защитная функция – тканевые липиды (триацилглицеролы) предохраняют внутренние органы от механических, термических и других воздействий. Регуляторная функция - липиды служат источниками биологически активных веществ, в частности, витаминов и гормонов. Например, холестерол является предшественником желчных кислот, надпочечниковых и половых гормонов, витамина D3; арахидоновая кислота, которая относится к жирным кислотам, может превращаться в простагландины и другие гормоноподобные вещества. Поверхностные белки Поверхностные белки часто прикрепляются к мембране, взаимодействуя с интегральными белками или поверхностными участками липидного слоя. Белки, образующие комплексы с интегральными белками мембраны Ряд пищеварительных ферментов, участвующих в гидролизе крахмала и белков, прикрепляется к интегральным белкам мембран микроворсинок кишечника. Примерами таких комплексов могут быть сахаразаизомальтаза и мальтазагликоамилаза . Возможно, связь этих пищеварительных ферментов с мембраной позволяет с высокой скоростью гидролизовать субстраты и усваивать продукты гидролиза клеткой. Белки, связанные с полярными «головками» липидов мембран Полярные или заряженные домены белковой молекулы могут взаимодействовать с полярными "головками" липидов, образуя ионные и водородные связи. Кроме того, множество растворимых в цитозоле белков при определённых условиях могут связываться с поверхностью мембраны на непродолжительное время. Иногда связывание белка -- необходимое условие проявления ферментативной активности. К таким белкам, например, относят протеинкиназу С, факторы свёртывания крови. Закрепление с помощью мембранного "якоря" "Якорем" может быть неполярный домен белка, построенный из аминокислот с гидрофобными радикалами. Примером такого белка может служить цитохром b5 мембраны ЭР. Этот белок участвует в окислительно-восстановительных реакциях, как переносчик электронов. Роль мембранного "якоря" может выполнять также ковалентно связанный с белком остаток жирной кислоты (миристиновой - С14 или пальмитиновой - С16). Белки, связанные с жирными кислотами, локализованы в основном на внутренней поверхности плазматической мембраны. Миристиновая кислота присоединяется к N-концевому глицину с образованием амидной связи. Пальмитиновая кислота образует тиоэфирную связь с цистеином или сложноэфирную с остатками серина и треонина. Небольшая группа белков может взаимодействовать с наружной поверхностью клетки с помощью ковалентно присоединённого к С-концу белка фосфатидилинозитолгликана. Этот "якорь" - часто единственное связующее звено между белком и мембраной, поэтому при действии фосфолипазы С этот белок отделяется от мембраны. Трансмембранные (интегральные) белки Некоторые из трансмембранных белков пронизывают мембрану один раз (гликофорин), другие имеют несколько участков (доменов), последовательно пересекающих бислой. Трансмембранные домены, пронизывающие бислой, имеют конформацию α-спирали. Полярные остатки аминокислот обращены внутрь глобулы,а неполярные контактируют с мембранными липидами. Такие белки называют "вывернутыми" по сравнению с растворимыми в воде белками, в которых большинство гидрофобных остатков аминокислот спрятано внутрь, а гидрофильные располагаются на поверхности .Радикалы заряженных аминокислот в составе этих доменов лишены заряда и протонированы (-СООН) или депротонированы (-NH2). Гликозилированные белки Поверхностные белки или домены интегральных белков, расположенные на наружной поверхности всех мембран, почти всегда гликозилированы. Олигосахаридные остатки могут быть присоединены через амидную группу аспарагина или гидроксильные группы серина и треонина.Олигосахаридные остатки защищают белок от протеолиза, участвуют в узнавании лигандов или адгезии. Цитоскелет (микротрубочки, микрофиламенты) выполняет три главные функции. 1. Служит клетке механическим каркасом, который придает клетке типическую форму и обеспечивает связь между мембраной и органеллами. Каркас представляет собой динамичную структуру, которая постоянно обновляется по мере изменения внешних условий и состояния клетки. 2. Действует как «мотор» для клеточного движения. Двигательные (сократительные) белки содержатся не только в мышечных клетках, но и в других тканях. Компоненты цитоскелета определяют направление и координируют движение, деление, изменение формы клеток в процессе роста, перемещение органелл, движение цитоплазмы. 3. Служит в качестве «рельсов» для транспорта органелл и других крупных комплексов внутри клетки. Большая часть интегральных белков на самом деле являются гликопротеинами, а примерно 1/10 часть всех липидных молекул мембраны — гликолипидами. Углеводные части мембранных структур почти всегда направлены наружу и выступают над поверхностью клетки. Обширную группу углеводных соединений составляют протеогликаны, состоящие из белка с отходящими от него боковыми углеводными цепями. Эти соединения обычно слабо связываются с мембраной и находятся на ее наружной поверхности. Таким образом, вся наружная поверхность клетки окружена углеводной оболочкой, которую называют гликокаликсом. Углеводная оболочка клетки выполняет ряд важных функций: большинство клеток способны отталкивать другие отрицательно заряженные частицы благодаря тому, что многие углеводные молекулы имеют отрицательный заряд; гликокаликс соседних клеток скрепляет их друг с другом; многие углеводные цепочки выполняют роль рецепторных молекул для связывания гормонов, включая инсулин. 14.Перенос веществ через мембраны. Механизмы переноса веществ: унипорт, симпорт, антипорт. Пассивный трансмембранный транспорт: осмос, простая диффузия, облегченная диффузия, фильтрация. Активный транспорт: каналы и транспортеры (первичные, вторичные, унипортеры). Перенос макромолекул через мембраны: эндоцитоз, экзоцитоз. Механизмы переноса веществ Мембранный транспорт веществ различается также по направлению их перемещения и количеству переносимых данным переносчиком веществ: 1) унипорт — транспорт одного вещества в одном направлении в зависимости от градиента. Унипорт осуществляет, например, потенциал-зависимый натриевый канал, через который в клетку во время генерации потенциала действия перемещаются ионы натрия. 2) симпорт — транспорт двух веществ в одном направлении через один переносчик. Симпорт осуществляет переносчик глюкозы, расположенный на внешней (обращенной в просвет кишечника) стороне клеток кишечного эпителия. Этот белок захватывает одновременно молекулу глюкозы и ион натрия и, меняя конформацию, переносит оба вещества внутрь клетки. При этом используется энергия электрохимического градиента, который, в свою очередью создается за счет гидролиза АТФ натрий-калиевой АТФ-азой. 3) антипорт — перемещение двух веществ в разных направлениях через один переносчик. Антипорт осуществляет, например, натрий-калиевая АТФаза (или натрий-зависимая АТФаза). Она переносит в клетку ионы калия. а из клетки — ионы натрия. Пассивный транс мембранный транспорт Пассивный перенос веществ через клеточные мембраны не требует затраты энергии метаболизма. Виды пассивного транспорта веществ: Простая диффузия - Диффузия представляет собой процесс, при помощи которого газ или растворенные вещества распространяются и заполняют весь доступный объем. Осмос - движение молекул воды (растворителя) через мембрану из области меньшей в область большей концентрации растворенного вещества. Осмотическим давлением называется то наименьшее давление, которое необходимо приложить к раствору для того, чтобы предотвратить перетекание растворителя через мембрану в раствор с большей концентрацией вещества. Диффузия ионов - Диффузия ионов происходит, в основном, через специализированные белковые структуры мембраны — ионные каналы, когда они находятся в открытом состоянии. В зависимости от вида ткани клетки могут иметь различный набор ионных каналов. Различают натриевые, калиевые, кальциевые, натрий-кальциевые и хлорные каналы. Перенос ионов по каналам имеет ряд особенностей, отличающих его от простой диффузии. В наибольшей степени это касается кальциевых каналов. Ионные каналы могут находиться в открытом, закрытом и инактивированном состояниях. Переход канала из одного состояния в другое управляется или изменением электрической разности потенциалов на мембране, или взаимодействием физиологически активных веществ с рецепторами. Соответственно, ионные каналы подразделяют на потенциал-зависимыеи рецептор-управляемые. Избирательная проницаемость ионного канала для конкретного иона определяется наличием специальных селективных фильтров в его устье. Облегченная диффузия - Через биологические мембраны кроме воды и ионов путем простой диффузии проникают многие вещества (от этанола до сложных лекарственных препаратов). В то же время даже сранительно небольшие полярные молекулы, например, гликоли, моносахариды и аминокислоты практически не проникают через мембрану большинства клеток за счет простой диффузии. Их перенос осуществляется путем облегченной диффузии. Облегченной называется диффузия вещества по градиенту его концентрации, которая осуществляется при участии особых белковых молекул-переносчиков. Транспорт Na+, K+, Сl—, Li+, Ca2+, НСО3— и Н+ могут также осуществлять специфические переносчики. Активный транспорт Активный транспорт осуществляется транспортными аденозинтрифосфатазами (АТФазами) и происходит за счет энергии гидролиза АТФ. Виды активного транспорта веществ: Первично-активный транспорт Транспорт веществ из среды с низкой концентрацией в среду с более высокой концентрацией не может быть объяснен движением по градиенту, т.е. диффузией. Этот процесс осуществляется за счет энергии гидролиза АТФ или энергии, обусловленной градиентом концентрации каких-либо ионов, чаще всего натрия. В случае, если источником энергии для активного транспорта веществ является гидролиз АТФ, а не перемещение через мембрану каких-то других молекул или ионов, транспорт называется первично активным. Первично-активный перенос осуществляется транспортными АТФа-зами, которые получили название ионных насосов. В клетках животных наиболее распространена Na+ ,K+ — АТФаза (натриевый насос), представляющая собой интегральный белок плазматической мембраны и Са2+ — АТФазы, содержащиеся в плазматической мембране сарко-(эндо)-плазматического ретикулума. Все три белка обладают общим свойством — способностью фосфорилироваться и образовывать промежуточную фосфорилированную форму фермента. В фосфорилиро-ванном состоянии фермент может находиться в двух конформациях, которые принято обозначать Е1и Е2. Вторично-активный транспорт Вторичным активным транспортомназывается перенос через мембрану вещества против градиента его концентрации за счет энергии градиента концентрации другого вещества, создаваемого в процессе активного транспорта. В клетках животных основным источником энергии для вторичного активного транспорта служит энергия градиента концентрации ионов натрия, который создается за счет работы Na+/K+— АТФазы. Например, мембрана клеток слизистой оболочки тонкого кишечника содержит белок, осуществляющий перенос (симпорт) глюкозы и Na+ в эпителиоциты. Транспорт глюкозы осуществляется лишь в том случае, если Na+, одновременно с глюкозой связываясь с указанным белком, переносится по электрохимическому градиенту. Электрохимический градиент для Na+ поддерживается активным транспортом этих катионов из клетки.В головном мозге работа Na+-насоса сопряжена с обратным поглощением (реабсорбцией) медиаторов — физиологически активных веществ, которые выделяются из нервных окончаний при действии возбуждающих факторов. Перенос вещества из среды в клетку вместе с частью плазматической мембраны называют "эндоцитоз". Путем эндоцитоза (фагоцитоза) клетки могут поглощать большие частицы, такие как вирусы, бактерии или обломки клеток. Захват больших частиц осуществляется в основном специализированными клетками - фагоцитами. Поглощение жидкости и растворённых в ней веществ с помощью небольших пузырьков называют "пиноцитоз". Усвоение веществ механизмом эндоцитоза (пиноцитоза) характерно для всех клеток.Экзоцитоз — процесс, обратный эндоцитозу. Благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пузырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Так выводятся пищеварительные ферменты, гормоны, гемицеллюлоза и др. 15. Трансмембранная передача сигнала. Виды механизмов передачи сигналов. Сигнальные молекулы. Участие в межклеточных взаимодействиях. Липидные рафты. Важное свойство мембран - способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. "Узнавание" сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке. Клетку-мишень определяют по способности избирательно связывать данную сигнальную молекулу с помощью рецептора. Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами, то схему передачи информации можно представить так: -Взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным посредником); -Активация мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника; -Образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАГ или Са; -Активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируя ферменты, оказывают влияние на активность внутриклеточных процессов; Несмотря на огромное разнообразие сигнальных молекул, рецепторов и процессов, которые они регулируют, существует всего несколько механизмов трансмембранной передачи информации: с использованием аденилатциклазной системы, инозитолфосфатной системы, каталитических рецепторов, цитоплазматических или ядерных рецепторов. Виды: 1. Рецепторы, обладающие ферментативной активностью – при взаимодействии лиганда с рецептором активируется внутриклеточная часть (домен) рецептора, имеющий тирозинкиназную или тирозинфосфатазную или гуанилатциклазную активность. По этому механизму действуют СТГ, инсулин, пролактин, интерлейкины, ростовые факторы, интерфероны α, β, γ. 2. Каналообразующие рецепторы – присоединение лиганда к рецептору вызывает открытие ионного канала на мембране. Таким образом действуют нейромедиаторы (ацетилхолин, глицин, ГАМК, серотонин, гистамин, глутамат); 3. Рецепторы, связанные с G-белками – передача сигнала от гормона происходит при посредстве G-белка. G-белок влияет на ферменты, образующие вторичные мессенджеры (посредники ). Последние передают сигнал на внутриклеточные белки. Большинство гормонов действуют по данному механизму. Сигнальные молекулы - гормоны, медиаторы, факторы роста, NO Сигнальными молекулами могут быть неполярные и полярные вещества. Неполярные вещества, например стероидные гормоны, проникают в клетку, проходя через липидный бислой. Полярные сигнальные молекулы в клетку не проникают, но связываются специфическими рецепторами клеточных мембран. Такое взаимодействие вызывает цепь последовательных событий в самой мембране и внутри клетки. К полярным сигнальным молекулам относят белковые гормоны (глюкагон, инсулин), нейромедиаторы (ацетилхолин, глицин, γ-аминомасляная кислота), факторы роста. Участие мембран в межклеточных взаимодействиях В плазматической мембране эукариотических клеток содержится множество специализированных рецепторов, которые, взаимодействуя с лигандами, вызывают специфические клеточные ответы. Одни рецепторы связывают сигнальные молекулы — гормоны, нейромедиаторы, другие — питательные вещества и метаболиты, третьи — участвуют в клеточной адгезии. Этот класс включает рецепторы, необходимые для узнавания клетками друг друга и для их адгезии, а также рецепторы, ответственные за связывание клеток с белками внеклеточного матрикса, такими как фибронектин или коллаген. Способность клеток к специфическому взаимному узнаванию и адгезии важна для эмбрионального развития. У взрослого человека адгезивные взаимодействия «клетка—клетка» и «клетка—матрикс» продолжают оставаться существенными для поддержания стабильности тканей. В многочисленном семействе рецепторов клеточной адгезии наиболее изучены интегрины, селектины и кадгерины. Липидные рафты —особые участки (микродомены) плазматической мембраны, обогащённые гликосфинголипидами и холестерином.Эти участки координируют клеточные процессы, влияют на текучесть мембраны, служат организующими центрами для сборки сигнальных молекул, регулируют перемещение мембранных белков, рецепторов, а также регулируют нейротрансмиссию. Липидные рафты более структурированы и упакованы плотнее, чем окружающий их липидный бислой; при этом они способны свободно в нём перемещаться. 16. Метаболизм. Назначение метаболизма. Катаболизм и анаболизм. Общая схема катаболизма основных пищевых веществ, стадии катаболизма, конечные продукты. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма через производство энергии. Роль АТФ в жизнедеятельности клеток. Метаболизм представляет собой совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Под термином метаболический путь подразумевается последовательность реакций, приводящих к образованию определенного продукта. Соединения, образующиеся в ходе превращений, называются метаболитами. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА: 1) аккумуляция энергии; 2) синтез мономеров и макромолекул (с запасанием и затратой энергии); 3) совершение работы (механической, осмотической и др.) с затратой энергии; 4) распад элементов клетки для обновления структур; 5) синтез и распад специальных молекул (гормоны, ферменты, кофакторы) Анаболизм и катаболизм. В метаболизме можно выделить пути анаболизма, которые предназначены для биосинтезов, и пути катаболизма, которые ведут к расщеплению сложных молекул. Хотя катаболические и анаболические пути во многом различаются, они тесно связаны друг с другом. Связь между ними обеспечивает оптимальный уровень метаболизма. Катаболизм и анаболизм — это сопряженные взаимодополняющие процессы  Стадии катаболизма: I этап катаболизма – гидролитический. Под воздействием гидролаз в пищеварительном тракте белки, жиры, углеводы распадаются на соответствующие мономеры II этап – специфические пути катаболизма. Мономеры основных пищевых веществ при участии ферментов, специфичных для каждого метаболита, превращаются в основном в два метаболита - пировиноградную кислоту (ПВК) и ацетил-KоА. Ацетил-KоА (ацетилкоэнзим А) - макроэргический продукт конденсации коэнзима А с уксусной кислотой. Реакции специфических путей катаболизма протекают внутри клеток. На этом этапе высвобождается 1/3 энергии питательных веществ. III этап - общий путь катаболизма. После образования ПВК дальнейший путь распада веществ до СО2 и Н2О происходит одинаково в общем пути катаболизма. Он включает два процесса: 1) окислительное декарбоксилирование ПВК 2) цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), цитратный цикл) В общем пути катаболизма образуются первичные доноры водорода для цепи переноса электронов (дыхательной цепи). Реакции общего пути катаболизма происходят в матриксе митохондрий, и восстановленные коферменты передают водород непосредственно на компоненты дыхательной цепи, расположенные во внутренней мембране митохондрий, где образуется АТФ. На этом этапе высвобождается 2/3 энергии питательных веществ. Конечные продукты катаболизма. К конечным продуктам катаболизма наряду с другими компонентами относятся вода (примерно 350 мл в день), диоксид углерода (примерно 230 мл/мин), оксид углерода (примерно 0,007 мл/мин), мочевина (около 30 г/сут) и ряд азотсодержащих веществ (около 6 г/сут), а также другие соединения, выделяющиеся с мочой. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма Катаболизм и анаболизм - тесно взаимосвязанные процессы. Первый обеспечивает распад органических соединений до простых веществ и накопление энергии, которое нужно для ассимиляционного обмена. Второй снабжает катаболистические процессы необходимыми ферментами. Эти две формы обмена непрерывно протекают в живых организмах и могут находиться в двух вариантах взаимодействия: - в состоянии равновесия - в преобладании одного вида над другим Сохранение или нарушение равновесия метаболистических процессов зависит от возраста и от психо-эмоционального состояния организма. Так, например, у детей, особенно в первый год жизни, наблюдается преобладание анаболизма над катаболизмом, а у пожилых людей - наоборот. Роль АТФ Процессы, протекающие с потреблением и выделением энергии, связаны между собой. Центральную роль в этой взаимосвязи выполняет АТФ — основное высокоэнергетическое соединение клетки. Роль АТФ в клеточной энергетике можно определить следующим образом: —химическая энергия, освобождаемая в процессе катаболизма, запасается путем фосфорилирования АДФ с образованием АТФ; —энергия АТФ затем используется за счет расщепления макроэргических связей АТФ в ходе эндергонических реакций синтеза и других процессов, требующих затрат энергии, например активного транспорта. АТФ часто рассматривается как энергетическая валюта. Важно понимать, что АТФ — это не вид энергии, а форма запасания энергии, получаемая при деградации сложных молекул. 17.Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Незаменимые аминокислоты; пищевая ценность разных белков; незаменимые жирные кислоты. Белки являются жизненно необходимыми компонентами питания, поскольку они служат источником незаменимых аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме человека. Некоторые аминокислоты, в том числе цистеин и гистидин, хотя и не относятся к незаменимым, необходимы для нормального роста и развития. Многие аминокислоты в пищевых продуктах взаимозаменяемы. Так, незаменимая аминокислота тирозин может образовываться в организме человека путем гидроксилирования фенилаланина, а цистеин может получаться из метионина. Углеводы служат общим и легко утилизируемым источником энергии. В пищевых продуктах углеводы присутствуют в виде моносахаридов (например, в меде и фруктах), дисахаридов (в молоке и всех сладостях, содержащих сахарозу), а так же полисахаридов растительного (крахмал) и животного (гликоген) происхождения. Несмотря на то, что углеводы вносят существенный вклад в энергообеспечение организма, они не считаются незаменимыми питательными веществами. Жиры – наиболее важный источник энергии. По энергетической ценности они вдвое превосходят белки и углеводы. Кроме того, жиры выполняют функции переносчиков жирорастворимых витаминов, а также служат источником полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для биосинтеза эйкозаноидов. Минимальная суточная потребность в белке составляет у мужчин 37г, у женщин 29г, однако рекомендованные нормы потребления почти вдвое выше. К незаменимым относятся вещества, которые не образуются в организме или образуются в очень небольших количествах: белок, некоторые жирные кислоты, витамины, минеральные вещества и вода. Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава и атакуемостью белков ферментами пищеварительного тракта. В организме человека белки расщепляются до аминокислот, часть из них (заменимые) являются строительным материалом для создания новых аминокислот, однако имеется 8 аминокислот (незаменимые, эссенциальные), которые не образуются в организме взрослого человека, они должны поступать с пищей. Снабжение организма человека необходимым количеством аминокислот – основная функция белка в питании. В белке пищи должен быть сбалансирован не только состав незаменимых аминокислот, но и должно быть определенное соотношение незаменимых и заменимых аминокислот, в противном случае часть незаменимых будет расходоваться не по назначению. К незаменимым жирным кислотам относятся всего две жирные кислоты: линолевая и линоленовая, из которых в нашем организме синтезируются еще три. Из линолевой – арахидоновая, а из линоленовой – эйкозапентаеновая и докозагексаеновая, которые обладают очень сильными и многообразными биологическими свойстами. 18. Витамины. Классификация. Номенклатура. Гипер-, гипо-, авитаминозы. Причины. Антивитамины. Роль витаминов в обмене веществ: связь с ферментами. Витамины– группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химическойприроды, обеспечивают нормальное развитие организма животных и человека и адекватную скорость протекания биохимических и физиологических процессов. Классификация витаминов. По физико-химическим свойствам витамины делятся на две группы: а) водорастворимые (витамины группы В, витамины С, Н, Р) б) жирорастворимые (витамины А, Е, Д, К). в) витаминоподобные вещества (В4 – холин, В8 – инозит, В13 – оротовая кислота, В15 – пангамовая кислота, N – липоевая кислота, Р – рутин, ПАБК и т.п.) Для обозначения каждого из них существует 1) буквенный символ 2) химическое название 3) название с учетом излечиваемого этим витамином заболевания с приставкой “анти”. Кроме того, для некоторых витаминов сохранено наименование, данное им открывшими их авторами. Водорастворимые витамины 1) в тканях не накапливаются (за исключением витамина В12), должны поступать в организм ежедневно. Жирорастворимые витамины способны накапливаться в тканях, при передозировке витамины А и Д проявляют токсичность. Гиповитаминозы - состояние недостаточности витамина. Авитаминоз – полное отсутствие витамина в клетках Гипервитаминозы - состояние избыточного поступления или образования витаминов. В основном характерны лишь для витаминов А и Д. Причины дисбаланса витаминов в организме. Причиной гипервитаминозов А и Д является избыточное потребление этих витаминов в составе препаратов (чаще всего – спиртового раствора витамина Д) либо с экзотической пищей (печень акулы и белого медведя). Причины гиповитаминозов многообразны. 1. Недостаточное питание.. 2. Заболевания желудочно-кишечного тракта и изменение состава нормальной кишечной микрофлоры (дисбактериоз). 3. Антивитамины - аналоги витаминов, действующие как антикоферменты. Обычно это производные витаминов, но они не способны выполнять их функции в ферментативных реакциях. Специфическое антикоферментное действие антивитаминов позволило широко использовать их в лечебной практике: · противотуберкулезные препараты (гидразиды изоникотиновой кислоты) · антидепрессанты (аминазин – подавляет утилизацию витамина В2, нарушая синтез его коферментной формы) · противораковые препараты (аминоптерин, метотрексат вытесняют фолиевую кислоту из фолатзависимых ферментов, блокируя тем самым синтез нуклеиновых кислот и размножение клеток) · сульфаниламиды включаются вместо ПАБК в структуру фолиевой кислоты · кумарины – дикумарол, тромексан – замещают витамин К в реакциях превращения неактивных факторов свертывания крови в активные 4. Увеличение потребности в витаминах при физических нагрузках, умственном напряжении, беременности, у растущего организма, при старении (из-за худшего их усвоения). Воздействие ионизирующего излучения, хронические заболевания, применение диуретиков также увеличивают потребность в витаминах. 5. Дефицит одного витамина может оказывать существенное влияние на утилизацию других витаминов. Связь витаминов с ферментами объясняет их важную роль в обмене веществ. Отсутствие витаминов в пище вызывает нарушение образования в организме ферментов, которое приводит к заболеваниям, характерным для многих авитаминозов. Существует тесная связь между витаминами и ферментами, то витамины являются участниками ферментативных процессов в качестве активаторов (например, витамин С активирует папаин и катепсин), то они служат субстратом для действия ферментов или оказываются продуктами ферментативного превращения провитаминов (например, действие на витамин С оксидазы аскорбиновой кислоты или превращение в печени каротина в витамин А) наконец, витамины входят в качестве неотъемлемой составной части (кофермента) в молекулу самого фермента. 19.Витамин С (аскорбиновая кислота). Химическое строение, признаки гипо-, гипер, авитаминоза. Механизм действия, источники, суточная потребность. Возрастные и физиологические особенности, потребности в витамине. Витамин С - водорастворимый витамин, защищает клетки организма от повреждений, обеспечивая их здоровье. Он также вовлечен в синтез коллагена и помогает поддерживать связочный аппарат, что очень важно для здоровья тканей и органов, таких как кожа, кости и кровеносные сосуды. Витамин С - это белые, бесцветные кристаллы, имеют температуру плавления около 190°С, хорошо растворимы в воде и почти нерастворимы в органических растворителях. Витамин С в природных условиях присутствует в трех формах: аскорбиновая кислота, дегидроаскорбиновая кислота, аскорбиген (комплекс аскорбиновой кислоты с белком). Строение витамина С было окончательно установлено синтезом его из L-кислоты. Витамин С получил название L-аскорбиновой кислоты. L-Аскорбиновая кислота представляет собой кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Наиболее замечательной особенностью этого соединения является его способность к обратному окислению (дегидрированию) с образованием дегидроаскорбиновой кислоты. Таким образом, L-аскорбиновая кислота и её дегидроформа образуют окислительно-восстановительную систему, которая может как отдавать, так и принимать водородные атомы, точнее электроны и протоны.  Гиповитаминоз витаминаС - это патологическое состояние, связанное с пониженным содержанием витамина С в организме. Основные Симптомы: Повышение ломкости капилляров, общая слабость, апатия, быстрая утомляемость, снижение аппетита, повышенная восприимчивость к инфекциям, снижение защитных сил организма, болезненность десен, кровоточивость их при чистке зубов. |