Значение биохимии в подготовке врача. Биологическая химия

• Название: Значение биохимии в подготовке врача. Биологическая химия
• Анкор: Biokhimia.docx
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 8.33 Mb.
• Имя файла: Biokhimia.docx
• Тип: Документы; #851
• страница: 12 из 39

Витамин С – аскорбиновая кислота

Основные источники: фрукты и овощи (грецкий орех, грейпфрут, черная смородина, шиповник, капуста, клюква, перец сладкий).

Суточная потребность 50-100 мг. Всасывается путем простой диффузии на протяжении ЖКТ, транспортируется кровью частично в свободном, частично в связанном состоянии. В тканях окисляется до дегидроаскорбиновой, дикетогулоновой, щавелевой и др. кислот. Неизмененная аскорбиновая кислота и ее метаболиты выводятся с мочой.

Основная функция – участие в окислительно-восстановительных реакциях

Авитаминозом витамина С является цинга. Проявления: рыхлость десен, расшатывание зубов, подкожные точечные кровоизлияния (петехии), анорексия, анемия, замедленное заживление ран, слабость, головная боль, одышка, боль в сердце, отеки, боли в ногах.

Витамин А – ретинол – антиксерофтальмический.

Основные источники: молоко, яйца, печень, красномякотные фрукты и овощи. Суточная потребность 2,7 мг.

Авитаминоз витамина А – ночная слепота (гемералопия), нарушение темневой адаптации. Возможна задержка роста в молодом возрасте, избыточное ороговение кожи, вызванное задержкой смены эпителия, ксерофтальмия – сухость конъюнктивы глаза, помутнение роговицы и ее размягчение (кератомаляция), нарушение функции размножения.

Витамин Д – кальциферол – антирахитический.

Основные источники – продукты животного и растительного происхождения: печень, сливочное масло, молоко, растительные масла. Наиболее богат витамином Д жир печени рыб. Суточная потребность для детей и взрослых – 0,01-0,025 мг. По химической природе относится к стеринам. Наиболее активны: витамин Д₂ – эргокальциферол, витамин Д₃ – холекальциферол.

Витамин Д регулирует обмен кальция и фосфора.

В целом действие витамина Д выражается в повышении ионов Са²⁺ и фосфатов в крови.

Авитаминоз проявляется в рахите – заболевании, обусловленным отсутствием последней стадии образования кости – отложение минеральных веществ на матриксе кости. Это проявляется в различных деформациях скелета – саблевидные голени, вывернутые внутрь колени, килевидная грудь, позднее заращение родничка.

Гипервитаминозы сопровождаются деминерализацией костей и их переломами, а также вследствие повышения концентрации кальция и фосфора, кальцификацией мягких тканей и образование камней в почках.

Витамин Е – токоферол – антистерильный.

Основные источники: растительные масла. Суточная потребность 5,0 мг. Различают α-, β-, γ-, δ-токоферолы. Самым активным является α-токоферол..

В эксперименте на животных гиповитаминоз проявляется в пероксидном гемолизе эритроцитов, атрофии семенников (бесплодие), мышечной дистрофии, некрозе печени, размягчении участков мозга, особенно мозжечка.

Витамин К – нафтохинон – антигеморрагический.

Основные источники: печень, овощи, фрукты, корнеплоды, микрофлора кишечника. Суточная доза 1,0 мг. По химической природе витамин К является хиноном. Филлохиноны поступают с пищей и содержатся в растениях.

Биохимические функции – регулирует процесс свертывания крови через участие в образовании компонентов свертывания: фактора 2 (протромбина), фактора 7 (проконвертина), фактора 9 (ф. Кристмаса) и фактора 10 (ф. Стюарта) в печени.

Недостаточность: сопровождается сильными кровотечениями даже при незначительных травмах. Гиповитаминоз может быть вызван подавлением микрофлоры лекарственными препаратами, заболеваниями печени. Синтетический водорастворимый аналог вит. К – викасол.

Витамин В₁ – тиамин, антиневритный. Активная его форма – ТДФ (тиаминдифосфат) является коэнзимом декарбоксилаз, участвующих в обмене углеводов. Поэтому суточная потребность в этом витамине возрастает значительно при увеличении потребления углеводов, так же как и при лихорадящих состояниях у детей.

Суточная потребность для взрослого 1,2 мг.

Классический авитаминоз В₁ – «бери-бери».

Витамин В₂ (рибофлавин), являясь активной частью простетической группы флавиновых ферментов (ФМН и ФАД), участвует в клеточном дыхании и образовании зрительных пигментов.

Физиологическое действие рибофлавина заключается в стимулировании роста и нарастании массы тела, в увеличении диуреза и выведении солей с мочой.

Отмечаются конъюнктивиты, отек и помутнение роговицы, себорейные явления в области нособоковых складок, трещины на губах и в углах рта, глоссит с атрофией сосочков. Суточная потребность в витамине В₂ 2–4 мг.

Витамин В₆ – пиридоксин, антидерматитный. Эта группа состоит из 3 взаимопревращающихся друг в друга в печени веществ: пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин. Витамин В₆ входит в состав многих ферментов, участвующих в регуляции белкового и других видов обмена. Витамин В₆ участвует в синтезе сфингозина в ткани мозга, в процессах всасывания витамина В₁₂ и тем самым предотвращает возникновение малокровия. У детей при недостатке витамина возникают судороги. Суточная потребность в витамине В₆ 2 мг.

Витамин В₁₂ (цианкобаламин) входит в состав различных редуктаз. Редуктазы восстанавливают фолиевую кислоту до тетрагидрофолиевой, которая активирует деление клеток. В₁₂ необходим для образования дезоксирибозы, а, следовательно, ДНК и нуклеопротеинов. В₁₂ необходим для нормального роста, нормального функционирования нервной системы и кроветворения.

При дефиците В₁₂ эритробласты не могут делиться, увеличиваются и превращаются в мегалобласты, которые продуцируют крупные незрелые формы эритробластов – мегалоциты, характерные для В₁₂ – дефицитной анемии

У детей витамин В₁₂-дефицитная анемия встречается очень редко и может обусловливать нарушения роста, которые устраняются при лечении цианкобаламином.

Суточная потребность в витамине В₁₂ 0,003 мг.

Витамин В_с (фолиевая кислота). Фолаты участвуют в переносе метильных групп и являются необходимыми для обмена аминокислот и синтеза ДНК, в связи с чем, при интенсивном росте потребность в них увеличивается. Особенно чувствительны к дефициту фолиевой кислоты ткани с быстрой клеточной пролиферацией (эритроциты).

Дефицит фолатов вызывает нарушения в делении и созревании эритроцитов с появлением мегалобластной анемии. Возможно снижение продукции лейкоцитов и иммунологической защиты организма. Недостаток В_с у грудных детей часто обусловлен искусственным вскармливанием. Для профилактики рекомендуется использование продуктов животного происхождения, а также свежих фруктовых соков. Суточная потребность в фолиевой кислоте 1–2,2 мг.

Витамин РР (никотиновая кислота) синтезируется кишечными бактериями из триптофана. Никотиновая кислота и ее амид играют важную роль в организме, так как никотинамид является коферментом пиридиновых ферментов (НАД и НАДФ), которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. В процессе биологического окисления НАД и НАДФ играют роль промежуточных переносчиков электронов и протонов между окисляемым субстратом и флавиновыми ферментами. При дефиците витамина РР развивается пеллагра. Для этого заболевания наиболее характерными признаками являются: симптом трёх «Д» (дерматиты, диарея, деменция). Дерматиты чаще всего возникают на тех участках, которые подвержены влиянию прямых солнечных лучей (тыльная поверхность кистей рук, шея, лицо), при этом кожа становится красной, затем коричневой и шершавой. Диарея – сопровождается анорексией, тошнотой, рвотой, болью в области живота. Специфическими для пеллагры являются также стоматиты, гингивиты, поражения языка. Деменция – нарушение нервной деятельности с симптомами головной боли, головокружением, повышенной раздражимостью, депрессией. Суточная потребность в витамине РР 18 мг.

Витамин Н (биотин) – активная форма биоцитин. Биотиновые ферменты катализируют реакции карбоксилирования, сопряженные с распадом АТФ, и реакции транскарбоксилирования, протекающие без участия АТФ. Клинические проявления недостаточности биотина у человека изучены недостаточно, но отмечаются воспалительные процессы кожи, сопровождающиеся усиленной деятельностью сальных желез, выпадением волос, поражением ногтей, при этом отмечаются боли в мышцах, усталость, сонливость. Суточная потребность в витамине Н 0,25 мг.

Витамин Р (рутин). Биофлавоноиды стабилизируют основное вещество соединительной ткани путем ингибирования гиалуронидазы. Витамин Р функционально связан с витамином С в окислительно-восстановительных процессах организма. При недостаточности биофлавоноидов или отсутствии их в пище у людей повышается проницаемость кровеносных сосудов, сопровождающихся кровоизлияниями и кровотечениями, общая слабость, боли в конечностях, быстрая утомляемость. Суточная потребность в витамине Р, не установлена.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота) входит в состав коэнзима А, который транспортирует ацетат и другие ацильные группы, необходимые для синтеза жирных кислот, фосфолипидов, холестерина, стероидов, ацетилхолина и др. В₅ регулирует жировой и другие виды обмена, обеспечивает нормальную структуру клеточных мембран, способствует передаче нервных импульсов, регулирует синтез глюкокортикоидов, половых гормонов и минералокортикоидов. При недостаточности или отсутствии пантотеновой кислоты у человека развиваются дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические изменения желез внутренней секреции и нервной системы, потеря аппетита, истощение, прекращение роста, изменения в сердце и почках. Суточная потребность в витамине В₃ 3–5 мг.
Витамины для детей от года до двух

Необходимыми для детей от года витаминами являются:

Витамин/минерал	Функция	Источники в продуктах	Признаки дефицита
A	способствует нормальному функционированию иммунной системы, росту костей, обеспечивает остроту зрения	овощи, фрукты желтого, оранжевого цвета, особенно морковь и тыква, а также печень, молочные продукты, яйца	при его недостатке ребенок хуже видит в сумерках, кожа его начинает шелушиться, а иммунитет снижается
Группа В	участвуют в процессах метаболизма, способствуют поддержанию ровного эмоционального фона, влияют на развитие нервной системы	дрожжевой хлеб, необработанные крупы, злаковые, мясо, печень, овощи, травы, орехи	при их недостатке наблюдается снижение аппетита, вялость, нарушения сердечной деятельности
С	один из важнейших витаминов для малышей, способствует формированию иммунитета, защищает от инфекций, способствует быстрому заживлению ран	большинство фруктов и овощей, особенно цитрусовые, клубника, облепиха, смородина, сладкий картофель, красный перец	существенном недостатке отмечается кровоточивость десен, плохо заживают раны
D	обеспечивает абсорбцию и отложение фосфора и кальция в костях для их укрепления.	желтки яиц, филе жирной рыбы. Основное количество синтезируется самим организмом под воздействием ультрафиолетовых лучей	при его недостатке кости размягчаются, неправильно растут. У малышей это может привести к рахиту
Е	мощный антиокидант, связывает свободные радикалы, а также выводит их из организма, предотвращая возможные повреждения клеток	подсолнечное, кукурузное масло, орехи, семечки	при его недостатке в организме могут развиваться кровотечения, кровь становится более жидкой

ПАТОГЕНЕЗ рахита
Подвижное равновесие уровней фосфора и кальция в крови и костной ткани (основное депо этих элементов в организме) регулируется паратгормоном паращитовидных желез и тиреокальцитонином щитовидной железы.
Важную роль в фосфорно-кальциевом обмене играет витамин D, который поступает в организм с пищей или образуется в коже под влиянием ультрафиолетового облучения и представляет собой малоактивное соединение. Воздействуют на организм его активные производные, биологическая активность которых в десятки и сотни раз выше активности исходного витамина D.
В коже под влиянием ультрафиолетовых лучей образуется витамин D3, производные которого являются активным антирахитическим средством. Таким образом, витамин D является предшественником по крайней мере трех гормонов, регулирующих всасывание кальция и
фосфатов и минерализацию кости.
Недостаток одного из производных D3 вызывает снижение образования кальцийсвязывающего белка и всасывания солей кальция в кишечнике. Недостаток кальция и магния ведет к усилению функции околощитовидных желез.
Влияние витамина D на обмен кальция в организме зависит и от других факторов: уровня гормонов, электролитного обмена и функционального состояния органов.
Паратгормон стимулирует всасывание кальция в кишечнике, всасывание кальция из кости, тем самым ликвидируя гипокальциемию (недостаток кальция). Поэтому понятно, что гипофосфатемия (недостаток фосфатов) - более ранний признак рахита, чем гипокальциемия, которая развивается лишь при тяжелом течении болезни. При рахите также нарастает активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови, но роль ее еще окончательно не выяснена.
Бесспорна роль нарушения обмена лимонной кислоты в механизме развития рахита. Увеличение концентрации цитрата на границе кость-кровь облегчает транспорт кальция в кровь и из кости.
Недостаток витамина D усиливает выделение с мочой аминокислот, нарушает структуру органической матрицы кости - коллагена.
В результате расстройств фосфорно-кальциевого обмена появляются патологические изменения в зоне роста, нарушение обызвествления, размягчение и деформация костей, избыточное развитие костной необызвествленной ткани. Нарушаются и другие виды обмена (белковый, углеводный, жировой), возникают расстройства функций нервной системы и внутренних органов. Определенную роль играют семейное предрасположение и индивидуальные особенности ребенка.
42. Минеральные вещества пищи, макро- и микроэлементы, биологическая роль. Региональные патологии, связанные с недостатком микроэлементов.

1. Общие сведения о минеральных веществах Кроме основных элементов, из которых состоят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты, человек должен получать с пищей другие химические элементы.
Основные элементы: C, O, H, N, S и P. Но, кроме этого, необходимы еще приблизительно 20 минеральных веществ.
Недостаток в том или ином минеральном веществе встречается редко, поскольку минеральные вещества в достаточном количестве содержатся в пище и питьевой воде. Но для некоторых минеральных веществ имеются эндемические зоны, которые характеризуются недостатком какого-либо минерального элемента (например, иода или фтора).
Минеральные вещества - это те вещества, которые остаются в золе после сжигания трупа. После сжигания трупа взрослого человека остается около 3 кг золы.
В настоящее время в нашем организме найдено около 70 различных элементов, исключая элементы трансуранового ряда.
Элементы, встречающиеся в организме, делят на:
а) макроэлементы - их содержание составляет граммы, десятки или сотни граммов. Это Na, K, Ca, P, S, Cl.
б) микроэлементы, содержание их в организме исчисляется миллиграммами и десятками миллиграммов. Это Fe, Cu, Zn, Mo, Co, F, I, Br и некоторые другие. Для нас более важна другая классификация.
Минеральные элементы можно классифицировать и по их необходимости для жизнедеятельности организма.
Те элементы, которые абсолютно необходимы для организма и выполняют в нем специфические функции, называют биоэлементы.
Те элементы, функции которых в организме неизвестны, обозначаются как случайные примеси. Пример случайной примеси - золото (Au).
Минеральные вещества в организме распределены очень неравномерно. Самая твердая ткань нашего организма - это ткань зуба, в ней 98 % минеральных веществ, а во внеклеточной жидкости содержится всего 0,5-1 % минеральных веществ. Фтора больше всего в зубной эмали, иода - в щитовидной железе, железа - в красном костном мозге. Большинство минеральных элементов концентрируется в отдельных тканях.
Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se.
2. Формы существования минеральных веществ в организме человека 1. Ионизированная форма - в виде растворенных диссоциированных минеральных солей. Ионы могут связываться с белковыми молекулами, образуя комплексы. Связь может быть специфическая и неспецифическая. Пример специфической связи: белок трансферрин переносит железо. Пример неспецифической связи: альбумины плазмы переносят многие металлы.
2. В составе органических макромолекул. Здесь связь прочная и специфическая. Пример: железо в гемоглобине, иод в тироксине.
3. В виде нерастворимых солей (кристаллические формы). Пример: кристаллы гидроксиапатита в составе костной ткани и тканей зуба (фосфаты кальция, соли фтора).
Минеральные вещества проникают в организм с пищей и водой через желудочно-кишечный тракт, а так же через дыхательные пути и кожу. Обычно они плохо всасываются в желудке, а в кишечнике их всасывание происходит путем активного транспорта.
3. Роль минеральных веществ 

1. Структурная роль.
2. Энергетическая роль..
3. Регуляторная роль.
Минеральные вещества участвуют:
а) в поддержании постоянства осмотического давления в крови и в клетках;
б) в поддержании постоянства pH крови и тканей.
Это происходит благодаря существованию двух основных буферных систем организма:
а) бикарбонатная;
б) фосфатная.
Минеральные вещества входят в состав биорегуляторов нашего организма: ферментов, гормонов, витаминов.
Каждый из минеральных компонентов имеет свою роль и не может быть заменен другим.
Особенности метаболизма отдельных минеральных веществ.
4. Кальций (Са) В среднем в организме человека содержится от 1 до 2 кг кальция. 90 % из этого количества находится в костной ткани в виде нерастворимых солей. 10 % кальция существует в организме в ионизированном состоянии.
Функции кальция следующие.
1. Необходим для процессов окостенения.2. Участие в работе ферментативных систем (в том числе мышечного сокращения).3. Передача нервного импульса.4. Фактор свертывания крови.5. Участвует в регуляции активности некоторых гормонов (кальмодулиновая система).6. Активатор некоторых ферментов.7. Пищевые источники кальция: молочные продукты, бобовые, злаки, орехи.8. Лучше всего всасывается в кислой среде.9. Суточная потребность: 800 мг; для беременных женщин - 1.2 г.
5. Фосфор (Р) В организме взрослого человека содежится окло 1 кг фосфора. 85 % фосфора находится в костной ткани.
В плазме крови концентрация фосфора составляет от 1 до 1.4 ммоль/л.
Очень важно соотношение содержания кальция/фосфора в организме человека, которое в норме составляет: Са/Р = 2.
Функции фосфора в организме следующие.
1. Участвует в процессах окостенения.2. Входит в состав макроэргов.3. Входит в состав нуклеиновых кислот.4. Входит в состав некоторых коферментов.5. Входит в состав фосфолипидов.6. Эфиры фосфора являются промежуточными продуктами энергетического метаболизма.7. Входит в состав буферных систем крови.8. Входит в состав фосфопротеинов (казеиноген молока).
Самостоятельной пищевой недостаточности фосфора в организме обычно не бывает. Чаще нарушения обмена фосфора связаны с недостаточностью кальция в организме.
6. Натрий (Na) и калий (K) Натрий является основным внеклеточным катионом организма человека.
Функции натрия в организме следующие.1. Поддержание постоянства осмотического давления.2. Участие в работе буферных систем крови. 3. Поддержание нервно-мышечного тонуса.4. Участие в процессах возбуждения нервных клеток.
Суточная потребность в Na - 1 г. Но за день мы часто потребляем до 10 г. Такое избыточное потребление Na иногда провидит к развитию у человека гипертонической болезни.
Калий является основным внутриклеточным катионом организма.
Суточная потребность в калии - около 4 г. При поносе и рвоте человек теряет много калия.
7. Железо (Fe) и медь (Cu) Железо необходимо для синтеза гема кислород-переносящих белков (гемоглобина, миоглобина), цитохромов, пероксидазы, каталазы.
Железо может всасываться в кишечнике в виде ионов Fe²⁺, но они всасываются очень медленно. Всасывание железа идет быстрее в присутствии восстановителей (например, витамина "С"). Между организмом человека и микрофлорой кишечника существует конкуренция за Fe²⁺. Лучше всего железо усваивается из продуктов животного происхождения.
Потребность организма в железе составляет в 5-6 раз больше необходимого количества для организма: чтобы всосалось 10 мг железа (это суточная потребность), нужно получить с пищей 50-60 мг железа в сутки. Переход всосавшегося железа из кишечного эпителия в плазму происходит с участием белка ферритина. В крови железо транспортируется белком трансферрином. Депонируется железо в печени, селезенке и красном костном мозге в комплексе с белком ферритином. Железо, которое освобождается из фагоцитированных эритроцитов, доступно для утилизации - выводится с желчью и калом в небольших количествах. При кровотечениях потери железа намного возрастают.
Медь должна обязательно быть в составе пищи для лучшего всасывания железа.
Медь необходима для синтеза ферментов цитохромоксидазы, супероксиддисмутазы - в состав этих ферментов входят и медь, и железо.
Медь также входит в состав активного центра фермента лизилоксидазы. Этот фермент катализирует образование поперечных сшивок между отдельными полипептидными цепями в коллагене и эластине. Таким образом, медь нужна для нормального развития соединительной ткани и эндотелия. При недостатке меди стенки сосудов становятся хрупкими, ломкими, увеличивается вероятность их разрыва.
Суточная потребность в меди составляет 2,5-5 мг.
Много меди в мясе, морских продуктах. Молоко совсем не содержит меди.
8. Магний (Mg) В организме человека содержится 25 г магния. 50 % этого количества содержится в костной ткани, 30 % - в мышечной ткани. Остальные 20 % - в других тканях и биологических жидкостях.
Концентрация магния в тканях составляет 5-10 ммоль/л, в плазме крови - 0,65-1 ммоль/л, в эритроцитах - в 2 раза выше, чем в плазме. 80 % магния плазмы крови находятся в ионизированном состоянии (Mg²⁺), остальной связан с белками.
Функции магния.1. Участвует в АТФ-зависимых реакциях.2. Участвует во всех киназных реакциях.
Суточная потребность: 350 мг.
Значительные потери организмом магния могут произойти при диаррее. При понижении концентрации магния в крови наблюдаются мышечная дрожь, полукоматозное состояние. Повышение концентрации магния в крови вызывает седативный (успокаивающий) эффект. Препараты магния используются как противосудорожные средства.
9. Фтор (F) Связь кариеса с нарушением обмена фтора обнаружена в 30-х гг. С тех пор ведутся исследования о роли фтора в организме.
Фтор мы получаем с водой и пищей. 90 % фтора, находящегося в организме, содержится в зубной эмали, еще 9 % - в других тканях зуба и в костной ткани. Фтор выводится из организма в основном через почки.
Фтор оказывает влияние на активность ферментов, фториды повышают активность щелочной фосфатазы. Фтор оказывает влияние на организм за счет его способности к комплексообразованию с металлами. Образуя комплексы с металлами, входящими в состав активного центра некоторых ферментов, влияет на их работу.
При нормальном содержании фтора в организме концентрация его в моче должна составлять 0,7-1,2 мг/литр.
Избыточное поступление фтора вредно. Если постоянно человек получает избыток фтора, то разовьется флюороз зубов, который еще называют крапчатость зубов.

10. Цинк (Zn) Входит в состав более 80 ферментов - карбоангидразы, РНК- и ДНК- полимераз, крбоксипептидаз.
Инсулин депонируется в комплексе с цинком. Много цинка содержится в предстатеьной железе, сперматозоидах, в тканях плода.
Цинк входит в состав рецепторов языка (вкус) и полости носа (запах). Недостаток цинка в организме встречается очень редко и приводит к изменению вкуса и запаха. В результате возникает отвращение к еде.
Пищевые источники: яйца, мясо, молоко, морские продукты, печень.
Суточная потребность: 15 мг. У беременных женщин потребность в цинке увеличена.
Избыток любого микроэлемента является токсичным для организма!
11. Вода (H₂O) Вода имеет особые физико-химические свойства.1. Универсальный растворитель организма для газов и других веществ.2. Средство транспорта различных веществ от места образования к месту потреблния или выведения.3. Образует гидратные оболочки белков, обеспечивает коллоидность белковых растворов.4. Участвует во многих химических реакциях.5. Обеспечивает всасывание питательных веществ в кишечнике и экскрецию продуктов метаболизма.6. Участвует в терморегуляции организма.
Вода является основной средой нашего организма, составляя 50-65 % от массы тела человека. Содержание воды в организме зависит от возраста. В эмбрионе содержится 97 % воды, а в организме пожилых людей воды меньше, чем молодых. Чем льше жира в оранизме, тем меньше воды. 70 % жидкости организма составляет внутриклеточная вода, 20 % - внеклеточная, 10 % приходится на долю циркулирующих жидкостей.