Отбор спортсменов для тестирования 2 страница
Классификация нуклеиновых кислот
В одну молекулу нуклеиновых кислот может входить углевод только одного вида – рибоза или дезоксирибоза. На этом основании все нуклеиновые кислоты делятся на два типа: рибонуклеиновые – РНК (содержат рибозу) и дезоксирибонуклеиновые – ДНК (содержат дезоксирибозу).
Физико-химические свойства нуклеиновых кислот
1. Денатурация.
Вторичная структура DNA стабилизируется лишь слабыми водородными и гидрофобными связями, следовательно, DNA способна к денатурации (плавлению) при повышении температуры до 80 – 90 оС. При денатурации двухспиральная молекула ДНК разделяется на отдельные цепи. Температура, при которой 50% ДНК денатурировано, называется температурой плавления и зависит от качественного состава ДНК.
2. Ренатурация.
Если раствор денатурированной ДНК медленно охлаждать (отжиг), то вновь возникают слабые связи между комплементарными цепями и может получиться спиральная структура, идентичная исходной (нативной).
3. Растворимость в воде.
В воде ДНК образует вязкие растворы, при нагревании таких растворов до 60° С или при действии щелочей двойная спираль распадается на две составляющие цепи.
4. Молекулярная масса.
Молекулярная масса нуклеиновых кислот сильно варьирует, но в целом очень большая, особенно у ДНК. В ядре клетки человеческого организма содержится 46 молекул ДНК, в составе каждой из них - 3,5 млрд пар мононуклеотидов. В митохондриях есть циклическая ДНК, ее молекула содержит 16 тыс. пар мононуклеотидов. Сначала была расшифрована структура митохондриальной ДНК. В ней закодирована информация о строении 13-ти полипептидных цепей, 2-х рибосомальных РНК и 22-х транспортных РНК.
|
|
|
Углеводы
В основном углеводы выполняют энергетическую функцию. Главными источниками энергии являются глюкоза и гликоген. Кроме того, из углеводов могут синтезироваться липиды, некоторые аминокислоты, пентозы. Углеводы входят как составная часть в структурно-функциональные компоненты клетки – гликолипиды и гликопротеины.
Строение углеводов
Углеводы - это альдегидоспирты или кетоспирты и их производные.
Классификация углеводов
По современной классификации углеводы делятся на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды (простые сахара) не подвергаются гидролизу, получить из них более простые углеводы невозможно. К моносахаридам относятся: рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза и др.
Олигосахариды состоят из нескольких (до 10) моносахаридов, соединенных ковалентными связями. При гидролизе они распадаются на входящие в их молекулы моносахариды. Наиболее распространены дисахариды, такие как: сахароза (пищевой или тростниковый сахар), содержащая в своей молекуле остатки глюкозы и фруктозы, лактоза (молочный сахар), состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и др.
|
|
|
Полисахариды представляют собой длинные неразветвленные или разветвленные цепи, включающие сотни, тысячи моносахаридов. Чаще всего полисахариды состоят из глюкозы. Наиболее распространены следующие полисахариды: целлюлоза (клетчатка), крахмал, гликоген. Все они состоят только из остатков глюкозы.
Физико-химические свойства углеводов
1. Молекулярная масса.
Среди углеводов встречаются как достаточно простые соединения с молекулярной массой около 200, так и гигантские полимеры, молекулярная масса которых составляет несколько миллионов.
2. Растворимость в воде.
Моносахариды очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно.
3. Окисление.
Как и у всех альдегидов, окисление моносахаридов приводит к соответствующим кислотам. Так, при окислении глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра образуется глюконовая кислота (реакция "серебряного зеркала").
4. Восстановление.
Восстановление сахаров приводит к многоатомным спиртам. В качестве восстановителя используют водород в присутствии никеля, алюмогидрид лития и др.
|
|
|
5. Алкилирование (образование простых эфиров).
При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу.
6. Ацилирование (образование сложных эфиров).
При действии на глюкозу уксусного ангидрида образуется сложный эфир – пентаацетилглюкоза.
Основные углеводы в организме человека
Основным природным углеводом является глюкоза, которая может находиться как в свободном виде (моносахарид), так и в составе олигосахаридов (сахароза, лактоза и др.) и полисахаридов (клетчатка, крахмал, гликоген).
Эмпирическая формула глюкозы С6Н12О6. Однако, как известно, глюкоза может иметь различные пространственные формы (ациклическую и циклические). В организме человека почти вся глюкоза (свободная и входящая в олиго- и полисахариды) находится в циклической форме.
Свободная глюкоза в организме человека в основном находится в крови, где ее содержание довольно постоянно и колеблется в узком диапазоне от 3,0 до 6,1 ммоль/л (70-110 мг%).
Другим углеводом, типичным для человека и высших животных, является гликоген. Состоит гликоген из сильно разветвленных молекул большого размера, содержащих десятки тысяч остатков глюкозы. Эмпирическая формула гликогена - (С6Н10О5)n (С6Н10О5 - остаток глюкозы).
|
|
|
Гликоген является запасной, резервной формой глюкозы. Основные запасы гликогена сосредоточены в печени (до 5-6% от массы печени), и в мышцах (до 2-3% от их массы).
Глюкоза и гликоген в организме выполняют энергетическую функцию, являясь главными источниками энергии для всех клеток организма.
Липиды
Биологические функции липидов определяются прежде всего тем, что они являются источниками энергии. Эту функцию выполняют жирные кислоты, освобождающиеся после распада жиров. Фосфолипиды, гликолипиды и холестерин участвуют в образовании клеточных мембран. Производные некоторых полиненасыщенных жирных кислот (простагландины) выполняют регуляторную функцию, эти жирные кислоты представляют собой незаменимые пищевые факторы. Холестерин является структурным компонентом мембран, а также предшественником желчных кислот и стероидных гормонов.
Строение липидов
Молекула жира состоит из остатка многоатомного спирта и остатков жирных кислот, соединенных сложноэфирной связью.
Жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на предельные, или насыщенные, (не имеют двойных связей) и непредельные, или ненасыщенные, (содержат одну или несколько двойных связей).
Отличаются друг от друга жиры разного происхождения набором жирных кислот.
Адипоциты (жировые клетки) состоят из триглицеридов. В состав биомембран входят фосфолипиды, гликолипиды и холестерин.
Классификация липидов
Липиды делятся на жиры и жироподобные вещества (липоиды).
Физико-химические свойства липидов
1. Растворимость в воде.
Жиры нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях, но обычно плохо растворимы в спирте.
2. Гидролиз.
При обработке перегретым паром, минеральными кислотами или щёлочью жиры подвергаются гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирных кислот или их солей, образуя мыла. При сильном взбалтывании с водой образуют эмульсии. Примером стойкой эмульсии жира в воде является молоко. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется солями желчных кислот.
Вопросы для самоконтроля:
1. Перечислите важнейшие классы органических соединений, входящие в живые организмы.
2. Какие функции в организме человека выполняют белки?
3. Какой связью стабилизируется первичная структура белковой молекулы?
4. Приведите примеры глобулярных белков.
5. Опишите структуру ДНК.
6. Приведите примеры полисахаридов.
7. В каких органах человека сосредоточены запасы гликогена?
8. По какому признаку жирные кислоты делятся на насыщенные и ненасыщенные?
9. Сколько выделяется энергии при окислении 1 г жира?
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Обменные процессы, протекающие в организме, можно условно разделить на два этапа: пищеварение и метаболизм.
Пищеварение
В процессе пищеварения пищевые вещества, расщепляются под действием пищеварительных ферментов и превращаются в простые соединения - универсальные для всех живых организмов. Поэтому конечные продукты пищеварения могут вводиться во внутреннюю среду организма и использоваться клетками для разнообразных целей.
Метаболизм
Метаболизм – это совокупность химических реакций, протекающих во внутренней среде организма, т. е. в его клетках.
В свою очередь, метаболизм делится на катаболизм и анаболизм.
Катаболизм – химические реакции, за счет которых крупные молекулы подвергаются расщеплению и превращаются в молекулы меньшего размера. Конечными продуктами катаболизма являются такие простейшие вещества, как СО2, Н2О и NH3.
Для катаболизма характерны следующие закономерности:
- преобладают реакции окисления;
- протекает с потреблением кислорода;
- освобождается энергия, половина которой аккумулируется в форме химической энергии аденозинтрифосфата (АТФ). Другая часть энергии выделяется в виде тепла.
Анаболизм включает разнообразные реакции синтеза.
Анаболизм характеризуется следующими особенностями:
- типичны реакции восстановления;
- происходит потребление водорода;
- с потреблением энергии, источником которой является АТФ.
Основное назначение метаболизма
Одновременное протекание реакций катаболизма и анаболизма приводит к обновлению химического состава организма, что является обязательным условием его жизнедеятельности. В случае преобладания анаболизма над катаболизмом происходит накопление химических веществ в организме, в первую очередь белков. Накопление белков в организме - обязательное условие его роста и развития. Кроме того, метаболизм обеспечивает энергией (в форме молекул АТФ) все потребности организма.
Интеграция метаболизма
- наличие общих промежуточных продуктов в большей части метаболических путей;
- возможность взаимопревращений через общие метаболиты;
- использование общих коферментов и необходимостью их постоянной циркуляции;
- наличие общего пути катаболизма и единой системы освобождения и использования энергии (дыхательная цепь);
- наличие сходных механизмов регуляции.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дайте определение процессу пищеварения.
2. Какие закономерности характерны для катаболических реакций в организме человека?
3. Какие закономерности характерны для анаболических реакций в организме человека?
4. В чем заключается основное назначение метаболизма?
5. Какие вещества являются простейшими продуктами катаболизма?
6. Чем определяется интеграция метаболизма?
BИTAMИHЫ
Витамины – это низкомолекулярные органические соединения, которые необходимы в малых количествах для нормальной жизнедеятельности организма. При этом человеческий организм большинство таких веществ синтезировать не может, до недавнего времени он получал их только с пищей. Некоторые витамины в ограниченном количестве вырабатываются микрофлорой кишечника.
Роль витаминов в организме человека
Роль витаминов в обеспечении нормальной жизнедеятельности организма человека очень значительна. Они являются биокатализаторами химических реакций, происходящих при построении и постоянном обновлении живых структур организма и при регулировании обмена веществ.
Потребность организма в витаминах
Витамины требуются организму от нескольких микрограммов до нескольких миллиграммов (таблица 1).
Таблица 1
Суточная потребность взрослого человека в витаминах и минеральных элементах
| Наименование | Количество |
| Витамин С | 60-70 мг |
| Витамин В1 | 1,5 мг |
| Витамин В2 | 2мг |
| Витамин В6 | 2 мг |
| Витамин В12 | 3 мкг |
| Витамин ВЗ | 5-7 мг |
| Витамин РР | 20мг |
| Фолиевая кислота | 200мкг |
| Витамин А | 1 мг |
| Витамин Е | 10мг |
| Витамин Д | 2,5мкг |
| Холин | 100-300мг |
| Витамин Р | 30-50 мг |
| Витамин F | до 400мг |
| Кальций | 800 мг |
| Магний | 400 мг |
| Фосфор | 1200 мг |
| Железо | 10-20 мг |
| Медь | 2 мг |
| Цинк | 15 мг |
| Йод | 100-200 мкг |
| Марганец | 5-10 мг |
| Хром | 500 мкг |
| Кобальт | 300 мкг |
| Молибден | 200 мкг |
| Селен | 30-100 мкг |
| Сера | 500-3000 мг |
Недостаток витаминов в пище или изменение процессов их усвоения приводит к нарушению обмена веществ и в конечном счете к развитию гипо- и авитаминозов. При избыточном поступлении витаминов в организм развивается состояние, называемое гипервитаминозом (таблица 2).
Таблица 2
Некоторые из возможных побочных эффектов приема избыточных доз витаминов
| Витамин | Токсическая доза | Побочные эффекты |
| A | более 200 мкг | гидроцефалия, цирроз |
| P | более 1250 мкг | гиперкальцемия, апатия, флебиды, головная боль |
| E | более 150 мкг | слабость, быстрая утомляемость, диарея, гиперхолестиренемия |
| B6 | более 200 мкг | слабость, быстрая утомляемость, сенсорная невропатия |
| PP | более 100 мкг | бронхоспазм, гипергликемия, гепатит |
| C | более 2 г | тошнота, диарея |
Под авитаминозом понимают практически полное отсутствие какого-либо витамина в организме, проявляющегося возникновением специфичного симптомокомплекса, например, цинги, пеллагры. Гиповитаминозом считают сниженное по сравнению с потребностями содержание витаминов в организме, которое клинически проявляется только отдельными и не резко выраженными симптомами из числа специфичных для определенного авитаминоза , а также мало специфических признаков болезненного состояния, общих для различных видов гиповитаминозов (например, снижение аппетита и работоспособности, быстрая утомляемость). Недостаточность одновременно нескольких витаминов обозначают как полигиповитаминоз .
Классические авитаминозы встречаются весьма редко, в основном в условиях длительного голода , когда витаминная недостаточность сопутствует алиментарной дистрофии, при вынужденном резком обеднении рациона питания (например, при невозможности доставки продуктов участникам отдаленных экспедиций, войскам в окружении и т.д.), поступлении в организм в больших количествах антивитаминов, а также при некоторых наследственных ферментопатиях и тяжелых заболеваниях пищеварительной системы, сопровождающихся синдромом мальабсорбции.
Более распространены гиповитаминозы, причинами которых, кроме перечисленных, могут быть длительное парентеральное питание, нерациональная химиотерапия, хронические интоксикации, в том числе инфекционных болезнях, злокачественных новообразованиях. Кроме того формированию гиповитаминозов способствуют широкое использование в питании рафинированных продуктов, лишенных витаминов в процессе их производства (хлеба тонкого помола, сахара и др.); потеря витаминов при длительном хранении и неправильной кулинарной обработке продуктов; тенденция к учащению в домашнем питании замены свежих продуктов консервами. Недостаток витаминов уменьшает адаптационные возможности организма, что выражается в снижении устойчивости к действию инфекционных и токсических факторов, физической и умственной работоспособности, замедление выздоровления при острых заболеваниях, повышение вероятности обострения хронических болезней. Классификация витаминов
Все витамины делятся на водорастворимые и жирорастворимые.
Краткая характеристика отдельных витаминов
Водорастворимые
Витамин B1 (тиамин) способствует активному использованию в обмене веществ белков, жиров и углеводов. Принимает активное участие в регуляции сердечной деятельности, а также кишечника. Большое участие он принимает в регуляции жирового обмена, синтезируя жирные кислоты. При гиповитаминозе В1 страдает не только функция сердечной мышцы, но и центральной нервной системы. Много этого витамина содержится в муке грубого помола (особенно в ржаном хлебе), картофеле, бобовых, капусте, а в пище животного происхождения - в почках, печени, мозгах.
Витамин В2 (рибофлавин) имеет первостепенное значение в регуляции работы органов пищеварения, а в сочетании с витамином А и для функции органов зрения. Этот витамин оказывает активное влияние и на обмен белков и углеводов. При данном гиповитаминозе наблюдается отставание в росте и развитии, происходит выпадание волос, воспаление слизистых оболочек глаз и ротовой полости, развивается малокровие и ухудшается функция печени. Богаты витамином В2 молочные продукты, мясо, печень, почки, сердце, яичный желток, грибы, пищевые дрожжи. Он содержится также в овощах и фруктах.
Витамин В3 (ниацин). Снижает уровень холестерина, способствует усвоению белков, жиров и сахаров, снижает высокое кровяное давление, поддерживает нервную систему и желудочно-кишечный тракт, отвечает за здоровый вид кожи, предотвращает такое заболевание, как пеллагра, повышает работоспособность организма. Содержится в мясе, молоке, яйцах, рыбе, птице, зерновых. Недостаток приводит к головокружениям, слабости, расстройствам желудочно-кишечного тракта.
Витамин В5, или РР, или никотиновая кислота, активно участвует в дыхании организма, стимулирует обмен веществ в клетках, повышает активность пищеварительных ферментов, участвует в механизме свертываемости крови. При дефиците этого витамина развиваются воспалительные и дегенеративные изменения кожи вплоть до появления пеллагры. Серьезно страдает система пищеварения, одним из тягостных симптомов которой являются хронические поносы. Поражение нервной системы протекает в виде тех или иных нервно-психических расстройств. Гиповитаминоз РР обычно проявляет себя при однообразном питании. Богаты по содержанию этого витамина пищевые дрожжи, мясо, печень, бобовые, гречневая и перловая крупа, картофель, орехи, сыр. Много его и в ржаном хлебе, молоке, капусте.
Витамин В6 (пиридоксин) регулирует обменные процессы нервной системы, кожи, печени. При недостатке его в организме наблюдается общая слабость, повышенная утомляемость, симптомы неврастении, затруднения при ходьбе. Главными поставщиками витамина В6 являются злаки, дрожжи, мясо, яичный желток и многие свежие овощи.
Витамин В12 (цианкобаламин) - обязательный компонент, без которого не может нормально синтезироваться ряд аминокислот. Он является непременной составной частью процессов кроветворения, особенно для созревания эритроцитов и свертываемости крови. Играет он существенную роль и в обмене углеводов и жиров. При данном гиповитаминозе развивается малокровие за счет резкого снижения числа эритроцитов. Витамином В12 богаты печень, мясо, яйца, рыба, молочнокислые продукты, дрожжи.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 247; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!