Физические свойства белков 7 страница

69. ПЕРВЫЕ ПОСРЕДНИКИ. Хими­ческие агенты, обеспечивающие меж­клеточное общение, называются пер­выми посредниками. Они принадлежат к одной 'из трех групп: 1) локальные химические медиаторы, которые дейст­вуют на клетки, непосредственно окру­жающие источник сигналов; 2) гор­моны, секретируемые специализиро­ванными эндокринными клетками и распространяющиеся по кровеносным сосудам; они взаимодействуют с клет­ками-мишенями, распределенными по всему телу; 3) нейротрансмиттеры, сек­ретируемые нервными клетками; они являются близкодействующими хими­ческими медиаторами, адресованными только соседней клетке-мишени. Сте­роидные гормоны проходят через плаз­матическую мембрану и активируют белки цитоплазмы. Другие первые по­средники-- нейротрансмиттеры и неко­торые гормоны -- не проникают в клетку. Однако существует процесс эн­доцитоза, при котором некоторые круп­ные молекулы могут проходить в клетку при помощи рецепторов. Эти последние в большинстве случаев воз­вращаются в плазматическую мембрану и снова функционируют. ВТОРЫЕ ПОСРЕДНИКИ. Факторы роста, гор­моны, нейротрансмиттеры связываются на поверхности клеток-мишеней со специализированными рецепторными белками, которые при этом изменяют свою кон-формацию. В результате этого изменения генерируется внутриклеточ­ный молекулярный так называемый второй посредник - новая или освобож­дающаяся молекула. Основными вто­рыми посредниками являются сАМР и ион кальция. Кальций. Простейший внутриклеточный посредник - это ион кальция (Ca). Его свободная концен­трация в покоящейся клетке очень низка и составляет 108-107 моль/л. Он может проникать в клетку через специ­фические мембранные каналы, когда они находятся в открытом состоянии, например при изменениях мембранного потенциала. Возникающее в результате повышение концентрации кальция (Ca) запускает важные реакции в клетке, такие, как сокращение миофибрилл, которое является основой мышечного сокращения, или выделение везикул, содержащих медиаторы, из нервных окончаний.Ca оказывающий регулятор­ное действие, может высвобождаться также и из внутриклеточных депо, та­ких, как эндоплазматический ретику­лум.

70. Авитамино́з —это полное отсутст­вие того или иного необходимого орга­низму витамина, являющееся следст­вием длительного неполноценного пи­тания, в котором отсутствуют какие-либо витамины. Причины авитаминоза. 1Нарушение поступления витаминов с пищей при неправильном питании, не­достаточном или некачественном пита­нии.2Нарушение процессов пищеваре­ния или нарушение работы органов, связанных непосредственно с пищева­рением.3Поступление в организм анти­витаминов, например лекарственных препаратов синкумар, дикумарол, при­меняющихся при лечении повышенной свертываемости крови. заболевания: цинга — при отсутствии витамина С, бери-бери — Витамин B1,рахит — Ви­тамин D,пеллагра — Витамин PP.

Гиповитаминоз- патологического со­стояние, вызванное снижением обеспе­ченности организма каким-либо вита­мином. А снижение обеспеченности или, проще говоря, недостаток витами­нов испытывает сейчас каждый второй, если не первый человек. Причины:-низкое содержание витаминов в суточ­ном рационе питания;-разрушение ви­таминов вследствие длительного и не­правильного хранения продуктов, нера­циональной кулинарной обработки;-действие антивитаминных факторов, содержащихся в продуктах(антивита­мины - вещества, блокирующие дейст­вие витаминов, выполняют функцию регулирования в витаминном балансе организма);-нарушение баланса хими­ческого состава рационов и наруше­нием оптимальных соотношений между витаминами и другими нутриентами и между отдельными витаминами. Кроме того к гиповитаминозам приводит дис­бактериоз кишечника, угнетение нор­мальной микрофлоры кишечника, про­дуцирующей ряд витаминов (при бо­лезнях пищеварительной системы, при нерациональной химио-и антибиотико­терапии). Гиповитаминозы могут быть обусловлены также: -снижением усвое­ния витаминов вследствие нарушения всасывания витаминов в пищевом ка­нале при заболеваниях органов пищева­рения;-конкурентными отношениями с другими витаминами и нутриентами;-наследственными дефектами транс­портных и ферментных систем всасы­вания витаминов вследствие утилиза­ции поступающих с пищей витаминов кишечными паразитами и патогенной кишечной микрофлорой; нарушением метаболизма витаминов и образования их активных форм -наследственного и приобретенного генеза;нарушением образования транспортных форм вита­минов; антагонизмом (несовместимо­стью) витаминов с рядом лекарствен­ных веществ. Общий подход в лечении гиповитаминозов направлен на ликви­дацию причин, вызвавших тот или иной гиповитаминоз, коррекцию пищевого рациона в плане его обогащения нутри­ентами – витаминоносителями; перо­ральное и парентеральное введение ви­таминных препаратов. Организм чело­века может страдать не только от не­достатка витаминов, но и от их избытка. Такое состояние называется гиперви­таминоз, или витаминная интоксика­ция. Гипервитаминоз характерен для жирорастворимых витаминов. Неодно­кратно описаны случаи возникновения гипервитаминозов A и D. Основные причины возникновения гипервитами­ноза - изыточное потребление продук­тов, богатых соответствующим витами­ном (например, печени белого медведя, моржа или кита, содержащих витамин А в очень больших количествах) или передозировка витаминосодержащих препаратов. Симптомы, характерные и для большинства других интоксикаций: потеря аппетита, расстройство мотор­ной функции желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, понос или за­пор), сильные головные боли и боли в животе, повышенная возбудимость нервной системы, выпадение волос, шелушение кожи лица и тела. Чаще всего гипервитаминоз протекает остро и в тяжелых случаях может закончиться летальным исходом. Реже наблюдается хронический гипервитаминоз, который может развиться при небольшой по ко­личеству, но длительной по времени передозировке витамина.

71. Витамины—это низкомолекулярные органические соединения, являющиеся обязательным компонентом пищи. Они не синтезируются в животном орга­низме. Основным источником для орга­низма человека и животных является растительная пища.

Витамины являются биологически ак­тивными веществами. Их отсутствие или недостаток в пище сопровождается резким нарушением процессов жизне­деятельности, приводящим к возникно­вению тяжелых болезней. Необходи­мость в витаминах обусловлена тем, что многие из них являются составными частями ферментов и коферментов.

По своему химическому строению ви­тамины весьма разнообразны. Их делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. ВОДОРАСТВОРИ­МЫЕ ВИТАМИНЫ 1. Витамин B₁ (тиамин, аневрин). Его химическая структура характеризуется наличием аминной группы и атома серы. Наличие спиртовой группы в витамине B₁ дает возможность образовывать с кислотами сложные эфиры. Соединяясь с двумя молекулами фосфорной кислоты, тиа­мин образует сложный эфир тиаминди­фосфат, который является кофермент­ной формой витамина. Тиаминдифос­фат является коферментом декарбокси­лаз, катализирующих декарбоксилиро­вание a-кетокислот. При отсутствии или недостаточном поступлении в ор­ганизм витамина B₁ становится невоз­можным осуществление углеводного обмена. Нарушения происходят на ста­дии утилизации пировиноградной и a-кетоглютаровой кислот. 2. Витамин В₂ (рибофлавин). Этот витамин является метилиро-ванным производным изоал­локсазина, связанного с 5-атомным спиртом рибитолом. В организме ри­бофлавин в виде сложного эфира с фосфорной кислотой входит в состав простетической группы флавиновых ферментов (ФМН, ФАД), катализи­рующих процессы биологического окисления, обеспечивая перенос водо­рода в дыхательной цепи, а также реак­ции синтеза и распада жирных кислот. 3. Витамин В₃ (пантотеновая кислота). Пантотеновая кислота построена из b-аланина и диоксидиметилмасляной ки­слоты, соединенных пептидной связью. Биологическое значение пантотеновой кислоты состоит в том, что она входит в состав кофермента А, играющего ог­ромную роль в обмене углеводов, жи­ров и белков. 4. Витамин B₆ (пиридок­син). По химической природе витамин B₆ является производным пиридина. Фосфорилированное произ-водное пи­ридоксина является коферментом фер­ментов, катализирующих реакции об­мена аминокислот. 5. Витамин B₁₂ (ко­баламин). Химическая структура вита­мина отличается большой сложностью. В его состав, входит, четыре пирроль­ных кольца. В центре находится атом кобальта, связанный с азотом пирроль­ных колец. Витамину B₁₂ принадлежит большая роль в переносе метильных групп, а также синтезе нуклеиновых кислот. 6. Витамин РР (никотиновая кислота и ее амид). Никотиновая ки­слота представляет собой производное пиридина. 7. Фолиевая кислота (Вита­мин В_с). Выделена из листьев шпината (латинское folium -лист). В состав фо­лиевой кислоты входит пара-аминобен­зойная кислота и глютаминовая ки­слота. Фолиевой кислоте принадлежит важная роль в обмене нуклеиновых ки­слот и синтезе белка. 8. Пара-аминобен­зойная кислота. Ей принадлежит боль­шая роль в синтезе фолиевой кислоты. 9. Биотин (витамин Н). Биотин входит в состав фермента, катализирующего процесс карбоксилирования (присоеди­нения CO₂ к углеродной цепи). Биотин необходим для синтеза жирных кислот и пуринов. 10. Витамин С (аскорбино­вая кислота). По химической структуре аскорбиновая кислота близка к гексо­зам. Особенностью этого соединения является его способность к обратимому окислению с образованием дегидроа­скорбиновой кислоты. Оба эти соеди­нения обладают витаминной активно­стью. Аскорбиновая кислота принимает участие в окислительно-восстанови­тельных процессах организма, предо­храняет от окисления SH-группы фер­ментов, обладает способностью обез­воживать токсины. ЖИРОРАСТВО­РИМЫЕ ВИТАМИНЫ

К этой группе относятся витамины групп А, Д, Е, К- и др.

1. Витамины группы А. Витамин A₁ (ретинол, антиксерофтальмический) по своей химической природе близок к каротинам. Представляет собой цикли­ческий одноатомный спирт.

2. Витамины группы Д (антирахитиче­ский витамин). По своей химической структуре витамины группы Д близки к стеринам. Витамин Д₂ образуется из эргостерина дрожжей, а Д₃ - из 7-де-гидрохолестерина в животных тканях под влиянием ультрафиолетового облу­чения.3. Витамины группы Е (a, b, g-токоферолы). Основные изменения при авитаминозе Е происходят в половой системе (потеря способности к вына­шиванию плода, дегенеративные изме­нения сперматозоидов). Вместе с этим недостаточность витамина Е вызывает поражение самых разнообразных тка­ней.4. Витамины группы К. По своему химическому строению витамины этой группы (K₁ и К₂) относятся к нафтохи­нонам. Характерным признаком авита­миноза К является возникновение под­кожных, внутримышечных и других кровоизлияний и нарушение свертыва­ния крови. Причиной этого является нарушение синтеза белка протромбина-компонента системы свертывания крови.

72. Рибофлави́н (витамин B2) — один из наиболее важных водорастворимых витаминов, кофермент многих биохи­мических процессов. Химические свойства. Биологическая роль рибоф­лавина определяется вхождением его производных флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD) в состав большого числа важ­нейших оксилительно-восстановитель­ных ферментов в качестве коферментов. Он участвует во многих биохимических процессах, например, превращении аминокислот, окислительных и восста­новительных реакциях, переносе элек­тронов и синтезе других витаминов в организме. В природе рибофлавин рас­пространён достаточно широко, но мы чаще всего получаем его с молочными и мясными продуктами. Витамина В2 много также в рыбе, яйцах, крупах – гречневой и овсяной, зернобобовых, капусте, помидорах, зелёных листовых овощах, абрикосах, грибах, арахисе, дрожжах и хлебе из цельного зерна, петрушка, семена фенхеля, мята переч­ная, корень лопуха. Роль. Спектр дей­ствия витамина В2 на организм очень широк. Как и ретинол, он очень важен для нормального зрения, так как он не даёт глазам переутомляться, защищает сетчатку от воздействия УФ-лучей и предотвращает развитие катаракты. Рибофлавин отвечает за производство в организме гормонов стресса. Сердечно-сосудистая система получает доста­точно энергии благодаря тому, что ри­бофлавин обеспечивает синтез АТФ и нормальное течение окислительно-вос­становительных процессов. Рибофлавин участвует в очень многих процессах: без него невозможен нормальный обмен веществ, образование эритроцитов; на­шим клеткам он помогает нормально дышать и расти; слизистые оболочки желудка и кишечника «оживают» под действием рибофлавина, а дыхательная система меньше воспринимает токсины, поэтому он необходим курильщикам. Витамин B3 (ниацин) известен также как никотиновая кислота, которая в ор­ганизме превращается в никотинамид, который участвует в расщеплении жи­ров, в результате чего образуется энер­гия. Высокие дозы ниацина могут за­щитить клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Ниацин ре­комендуется для приема при недостатке адреналина в крови и поэтому играет большую роль в регулировании поло­вого тонуса человека. Ниацин снижает уровень холестерина в крови, а также других жиров в организме, его реко­мендуют для профилактики сердечных заболеваний. Первыми симптомами де­фицита витамина В3 в организме явля­ются: мышечная слабость, потеря аппе­тита и нарушение пищеварения. Силь­ный же дефицит приводит к заболева­нию под названием «пеллагра» с харак­терной огрубевшей и шелушащейся кожей. Лучшими источниками ниацина являются: мясо, рыба, крупы из необ­рушенных зерен, яйца, молоко, сыр, арахис с кожурой, семечки подсолнуха, гречиха, грибы, рисовые и пшеничные отруби, лущеные семена кунжута, пше­ница и пшеничная мука простого по­мола, пивных дрожжах.

73. Никотинамидадениндинуклеотид (NADH) является производным вита­мина B3 (ниацина), и представляет со­бой важный кофермент — акцептора водорода. Сотни различных ферментов дегидрогеназ отнимают электроны из молекул субстратов и переносят их на молекулы NAD+, окисляя его до NADH. Окисленная форма кофермента высту­пает является субстратом для различ­ных редуктаз в клетке. NAD в клетке существует в двух связанных формах NADH и NADPH. NAD+/NADH больше важен для протекания катаболических реакций, а NADP+/NADPH чаще ис­пользуется в анаболических реакциях. Никотинамидзависимые дегидрогеназы содержат в качестве коферментов NAD+ или NADP+. NAD+ и NADP+ - производные витамина PP. Эти кофер­менты входят в состав активных цен­тров дегидрогеназ, но могут обратимо диссоциировать из комплекса с апо­ферментами и включаются в состав фермента в ходе реакции. Субстраты NAD- и NADP-зависимых дегидрогеназ находятся в матриксе митохондрий и в цитозоле. Рабочей частью никотина­мидных коферментов служит никоти­намид. Большинство дегидрогеназ, по­ставляющих электроны в ЦПЭ, содер­жат NAD+. Они катализируют реакции типа: R-CHOH-R1 + NAD+↔ R-CO-R1 + NADH + Н+. Таким образом, NAD+, присоединяя протоны и электроны от различных субстратов, служит главным коллектором энергии окисляемых ве­ществ и главным источником электро­нов, обладающих высоким энергетиче­ским потенциалом, для ЦПЭ. NADPH не является непосредственным донором электронов в ЦПЭ, а используется почти исключительно в восстанови­тельных биосинтезах. Структурные формулы рабочей части коферментов NAD+ и NADP+. В окисленной форме никотинамидные коферменты обозна­чают как NAD+ и NADP+, так как они несут положительный заряд на атоме азота пиридинового кольца. В реакциях дегидрирования из двух атомов водо­рода, отщепляемых от окисляемого суб­страта, никотинамидное кольцо присое­диняет ион водорода и два электрона в форме гидрид-иона (:Н-). Второй ион переходит в среду. В обратной реакции NADH (NADPH) выступают в качестве доноров электронов и протонов.

74. Каротиноиды — природные орга­нические пигменты, синтезируемые бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями. Их углеводород­ная структура состоит из цепи двух или более изопренов (С5-углеводородов). Каротиноиды относятся к тетратерпе­нам; они состоят из длинных ветвя­щихся углеводородных цепей, содер­жащих несколько сопряженных двой­ных связей, заканчивающихся на одном (g-каротин) или обоих концах (b-каро­тин) кольцевой циклической структу­рой — иононовым кольцом. Длинная цепь сопряженных двойных связей об­разует хромофор всех каротиноидов, что позволяет отнести их к природным пигментам. Человеческому глазу каро­тиноиды с 7–15 конъюгированными двойными связями видятся в цвете от желтого до красного. В зависимости от степени поглощения каротиноиды раз­деляются на 2 группы: каротины и ксантофиллы. Все незамещенные каро­тиноиды — каротины. Они не содержат атомов кислорода, являются чистыми углеводородами и обычно имеют оран­жевый цвет. Наиболее известный пред­ставитель этой группы — b-каротин. Каротиноиды, окрашенные в цвета от желтого до красного характеризуются наличием кислородсодержащих функ­циональных групп и называются ксан­тофиллами. Продукты распада диффе­ренцируются как апо-, секо- и норкаро­тиноиды. Большинство каротиноидов имеют цис- и трансгеометрические изомеры. Атом углерода с 4 различ­ными заместителями обусловливает возможность оптических R- или S-изо­меров. Эти различия между молекулами одной и той же формулы оказывают заметное влияние на физические свой­ства и на эффективность каротиноидов как пигментов. Не менее важна мем­браностабилизирующая функция каро­тиноидов, что исключительно важно для жизни в кислородной атмосфере. Каротиноиды вовлекаются в различные защитные механизмы: благодаря нали­чию сопряженных двойных связей, мо­гут связывать синглетный кислород и ингибируют образование свободных радикалов, предупреждая их негативное действие на организм; обеспечивают защиту от ультрафиолетового излуче­ния, так как могут трансформировать энергию УФ-света в видимый свет, что проявляется в явлении флуоресценции (например свечение пыльцы некоторых цветковых растений, спор грибов и во­дорослей и т. д.). выступают в роли ан­тиоксидантов, защищая чувствительные ткани и лабильные соединения от окис­ления. Одна из важнейших функций каротиноидов — А-провитаминная ак­тивность. Витамин А не образуется и в растительных тканях, и может быть по­лучен только путем преобразования провитамин-А активных каротиноидов. Еще одна важная функция — способ­ность образовывать комплексы с про­теинами. Каротиноиды могут косвенно поддерживать водный баланс орга­низма, способствуют работе обонятель­ных рецепторов и хеморецепторов. Ус­тановлена иммуностиму-лирующая роль каротиноидов. Различают две формы каротина α-каротин и β-каротин. β-каротин встречается в желтых, оран­жевых и зеленых листьях фруктов и овощей. Например, в шпинате, салате, томатах, батате и других. Молекула α-каротина содержит два концевых цик­лических фрагмента, отличающихся расположением двойной связи в кольце.

Витамин А представляет собой жиро­растворимый спирт бледно-желтого цвета,который образуется из бета-каро­тина (провитамина А), в организме жи­вотных и человека. Каротин является растительной формой витамина А. Ви­тамин А и бета-каротин легко окисля­ются и разрушаются на открытом воз­духе. Основным источником концен­трированного витамина А служит ры­бий жир. Так же витамин А синтезиру­ется химическим путем. Благодаря своей роли в деятельности сетчатки, витамин А получил название "ретинол" (от retina - сетчатка). Действие: Физио­логическая функция витамина А со­стоит в поддержании нормального со­стояния нервной и костной тканей, а также слизистых оболочек организма. Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуля­ции синтеза белков, способствует нор­мальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых отло­жений; необходим для роста новых кле­ток, замедляет процесс старения. Вита­мин А определяет способность видеть при слабом освещении. Недостаток ви­тамина А вызывает ночную (куриную) слепоту. При продолжительном приеме высоких доз препарата витамина А, оказывает токсическое действие. Ос­новными источниками провитамина А (каротина) служат: зелень, морковь и другие зеленые и желтые овощи. Вита­мин А содержится в рыбьем жире, яич­ном желтке, печени, сливочном масле.

75. Витамины группы D (кальцифе­ролы) Кальциферолы - группа химиче­ски родственных соединений, относя­щихся к производным стеринов. Наибо­лее биологически активные витамины - D2 и D3. Витамин D2 (эргокалыщфе­рол), производное эргостерина - расти­тельного стероида, встречающегося в некоторых грибах, дрожжах и расти­тельных маслах. При облучении пище­вых продуктов УФО из эргостерина получается витамин D2, используемый в лечебных целях. Витамин D3, имею­щийся у человека и животных, - холе­кальциферол, образующийся в коже человека из 7-дегидрохолестерина под действием УФ-лучей.

Источники. Наибольшее количество витамина D3 содержится в продуктах животного происхождения: сливочном масле, желтке яиц, рыбьем жире. Су­точная потребность для детей 12-25 мкг (500-1000 ME), для взрослого человека потребность значительно меньше. Био­логическая роль. В организме чело­века витамин D3 гидроксилируется в положениях 25 и 1 и превращается в биологически активное соединение 1,25-дигидроксихолекальциферол (ка­лыщтриол). Калыщтриол выполняет гормональную функцию, участвуя в регуляции обмена Са2+ и фосфатов, стимулируя всасывание Са2+ в кишеч­нике и кальцификацию костной ткани, реабсорбцию Са2+и фосфатов в почках. При низкой концентрации Са2+ или высокой концентрации D3 он стимули­рует мобилизацию Са2+ из костей. Не­достаточность. При недостатке вита­мина D у детей развивается заболевание "рахит", характеризуемое нарушением кальцификации растущих костей. Из­быток. Поступление в организм избы­точного количества витамина D3 может вызвать гипервитаминоз D. Это состоя­ние характеризуется избыточным отло­жением солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенках сосудов, а также остеопорозом с частыми переломами костей.

77. Витамин Е был выделен из масла зародышей пшеничных зёрен и полу­чил название токоферол. Наибольшую биологическую активность проявляет α-токоферол.

Источники витамина Е для человека - растительные масла, салат, капуста, семена злаков, сливочное масло, яич­ный желток. Суточная потребность взрослого человека в витамине при­мерно 5 мг. Биологическая роль. По механизму действия токоферол явля­ется биологическим антиоксидантом. Он ингибирует, свободнорадикальные реакции в клетках и таким образом пре­пятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах биологиче­ских мембран и других молекул, на­пример ДНК. Токоферол повышает биологическую активность витамина А, защищая от окисления ненасыщенную боковую цепь. Известно положительное влияние витамина Е при лечении нару­шения процесса оплодотворения, при повторяющихся непроизвольных абор­тах, некоторых форм мышечной слабо­сти и дистрофии. Показано применение витамина Е для недоношенных детей и детей, находящихся на искусственном вскармливании, так как в коровьем мо­локе в 10 раз меньше витамина Е, чем в женском. Дефицит витамина Е проявля­ется развитием гемолитической анемии, возможно из-за разрушения мембран эритроцитов в результате ПОЛ. Меха­низм действия. Витамин Е действует как антиоксидант, предотвращая обра­зование в клетках токсичных продуктов перекисного окисления липидов.

78. Витамин К относится к группе ли­пофильных (жирорастворимых) и гид­рофобных витаминов, необходимых для синтеза белков, обеспечивающих доста­точный уровень коагуляции. Химиче­ски, является производным 2-метил-1,4-нафтохинона. Играет значительную роль в обмене веществ в костях и в со­единительной ткани, а также в здоровой работе почек. Во всех этих случаях ви­тамин участвует в усвоении кальция и в обеспечении взаимодействия кальция и витамина D. В других тканях, напри­мер, в лёгких и в сердце, тоже были об­наружены белковые структуры, кото­рые могут быть синтезированы только с участием витамина К. Химическое строение. В природе найдены только два витамина группы К: выделенный из люцерны витамин K1 и выделенный из гниющей рыбной муки K2. Физиоло­гия. Витамин K участвует в карбокси­лировании остатков глутаминовой ки­слоты в полипептидных цепях некото­рых белков. В результате такого фер­ментативного процесса происходит превращение остатков глутаминовой кислоты в остатки гамма-карбоксилглу­таминовой кислоты (сокращенно Gla-радикалы). Остатки гамма-карбоксилг­лутаминовой кислоты (Gla-радикалы), благодаря двум свободным карбоксиль­ным группам, участвуют в связывании кальция. Gla-радикалы играют важную роль в биологической активности всех известных Gla-белков. В настоящее время обнаружены 14 человеческих Gla-белков, играющих ключевые роли в регулировании следующих физиологи­ческих процессов: свёртывание крови (протромбин (фактор II), факторы VII, IX, X, белок C, белок S и белок Z). ме­таболизм костей (остеокальцин, также названный Gla-белком кости, и матри­цей gla белка (MGP)). сосудистая био­логия. Некоторые бактерии, такие как кишечная палочка, найденная в толстом кишечнике, способны синтезировать витамин K2, но не витамин K1. В этих бактериях витамин K2 служит перенос­чиком электронов в процессе, называе­мым анаэробным дыханием. Например, такие молекулы, как лактаты, формиаты или NADH, являющиеся донорами электронов, с помощью фермента пере­дают два электрона K2. Витамин K2 в свою очередь передает эти электроны молекулам — акцепторам электронов, таким, как фумараты или нитраты, ко­торые соответственно восстанавлива­ются до сукцинатов или нитритов. В результате таких реакций, синтезиру­ется клеточный источник энергии АТФ, подобно тому, как он синтезируется в эукариотических клетках с аэробным дыханием. Кишечная палочка способна осуществлять как аэробное, так и ана­эробное дыхание, в котором участвуют интермедиаты менахиноны. Препа­раты. Фитоменадион (Синонимы: Канавит, Мефитон, Филлохинон, Фимедион, Эвлевен К и др.) Викасол (Синоним: Менадион).

79. Аскорби́новая кислота́ — органи­ческое соединение, родственное глю­козе, является одним из основных пита­тельных веществ в человеческом ра­ционе, которое необходимо для нор­мального функционирования соедини­тельной и костной ткани. Выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболиче­ских процессов, рассматривается в ка­честве антиоксиданта. Биологически активен только один из изомеров — L-аскорбиновая кислота, который назы­вают витамином C.

Биологическая роль. Аскорбиновая кислота участвует в превращении холе­стерина в желчные кислоты.Витамин С необходим для детоксикации в гепато­цитах при участии цитохрома P450. Ви­тамин С сам нейтрализует супероксид-анион радикал до перекиси водорода.Восстанавливает убихинон и витамин Е. Стимулирует синтез интерферона, следовательно, участвует в иммуномо­дулировании. Тормозит гликозилирова­ние гемоглобина, тормозит превраще­ние глюкозы в сорбитол.Витамин С участвует во всех звеньях обмена ве­ществ, синтезе гормонов. Витамин С участвует в обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Аскорби­новая кислота также регулирует свер­тываемость крови, нормализует прони­цаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовос­палительное и потивоаллергическое действие. Витамин С усиливает репара­тивные процессы, увеличивает устой­чивость к инфекциям. Уменьшает эф­фекты воздействия различных аллерге­нов. Витамин С является фактором за­щиты организма oт последствий стресса. Надпочечники, которые выде­ляют гормоны, необходимые, чтобы действовать в стрессовых ситуациях, содержат больше аскорбата, чем любая другая часть тела. Витамин С помогает выработке этих стрессовых гормонов и защищает организм от токсинов, обра­зующихся в процессе их метаболизма. Витамин С улучшает способность орга­низма усваивать кальций и железо, вы­водить токсичные медь, свинец и ртуть. Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В 1, В 2, A, E, пантотеновой и фолие­вой кислот. Аскорбиновая кислота важна для состояния соединительной ткани, так как она обеспечивает синтез коллагена из проколлагена, активируя ферменты пролилгироксилазу и лизил­гидроксилазу, гидроксилирующие про­лин и лизин в молекуле проколлагена. Активируя гексокиназу, аскорбиновая кислота обеспечивает проникновение глюкозы в клетки и отложение ее в пе­чени. Она участвует в синтезе и мета­болизме гормонов щитовидной железы улучшает всасывание железа из кишеч­ника, нейтрализует нитрозамины пищи, снижая риск развития рака желудка и кишечника. Имеется множество иных предпосылок для применения витамина С с целью профилактики раковых забо­леваний.

80. Весь мировой и отечественный опыт убедительно свидетельствует, что наи­более эффективным и экономически доступным способом кардинального улучшения обеспеченности населения витаминами является регулярный прием поливитаминных препаратов или вита­минно-минеральных комплексов, а также включение в рацион специализи­рованных пищевых продуктов, обога­щенных этими ценными биологически активными пищевыми веществами до уровня, соответствующего физиологи­ческим потребностям организма. Что касается препаратов, то современная витаминная и фармацевтическая про­мышленность производит широкий на­бор поливитаминных и витаминно-ми­неральных комплексов не лечебной, а профилактической направленности, специально предназначенных для регу­лярного приема здоровыми людьми в целях восполнения недостаточного по­ступления витаминов с пищей Эти пре­параты содержат основной набор необ­ходимых человеку витаминов, а в ряде случаев и некоторых важных минераль­ных элементов в количествах, соответ­ствующих физиологической, пищевой потребности организма. Поскольку не­достаток витаминов в пище постоянное явление, а запасать витамины впрок на сколько-нибудь длительное время орга­низм не способен, то ясно, что для под­держания нормальной обеспеченности организма витаминами их лучше при­нимать постоянно, по крайней мере, в зимне-весенний период. Выбор того или другого способа восполнения вита­минного дефицита: путем приема поли­витаминных препаратов или включение в рацион обогащенных витаминами и минералами продуктов питания зависит от индивидуальных предпочтений и вкусов и материальных возможностей. Эти два способа не исключают, а до­полняют друг друга и могут чередо­ваться, создавая полную свободу вы­бора.

81. Вода- важнейшая составная часть живого организма. Организмы без воды существовать не могут. Без воды чело­век погибает менее чем через неделю, тогда как без пищи, но получая воду он может прожить более месяца. Мине­ральные соли относятся к числу пище­вых незаменимых веществ. Минераль­ные элементы не обладают питательной ценностью, но они нужны организму как вещества, участвующие в регуляции обмена веществ, в поддержании осмо­тического давления, для обеспечения постоянства рН внутри- и внеклеточной жидкости организма Вазопрессин и аль­достерон участвуют в регуляции в/с баланса, действуя на уровне канальцев нефрона – изменяют скорость реаб­сорбции компонентов первич мочи. Ат­риальный натриуритический фактор (синтезируется в кл-х предсердий) – гормон пептидной природы, он усили­вает фильт-щую способ-ть клубочко­вого аппарата, в рез-те чего увел-ся об­раз-е мочи без измен-я конц-и натрия в ней. В состав органов и тканей чело­века и животных входят макроэлементы и микроэлементы. Последние содер­жатся в организме в очень незначитель­ных количествах. В различных живых организмах, как и в теле человека, в наибольшем количестве встречаются кислород, углерод, водород, азот. Эти элементы, а также фосфор и сера, вхо­дят в состав живых клеток в виде раз­личных соединений. К макроэлементам следует отнести также натрий, калий, кальций, хлор и магний. Из микроэле­ментов в организме животных обнару­жены следующие:медь, марганец, йод, молибден, цинк, фтор, кобальт и др. Железо занимает промежуточное поло­жение между макро- и микроэлемен­тами.Минеральные вещества в организм по­ступают только с пищей. Затем через слизистую оболочку кишечника и кро­веносные сосуды- в воротную вену и в печень. В печени происходит задержка некоторых минеральных веществ: на­трия, железа, фосфора. Железо входит в состав гемоглобина, участвуя в пере­носе кислорода, а также в состав окис­лительно-восстановительных фермен­тов. Кальций входит в состав костной ткани и придает ей прочность. Кроме того, играет важную роль при сверты­вании крови. Очень для организма фос­фор, который встречается кроме сво­бодного (неорганического) в соедине­ниях с белками, жирами и углеводами. Магний регулирует нервно-мышечную возбудимость, активизирует многие ферменты. Кобальт входит в состав ви­тамина В₁₂. Йод участвует в образова­нии гормонов щитовидной железы. Фтор встречается в тканях зубов. На­трий и калий имеют большое значение в поддержании осмотического давления крови. ионы кобальта, марганца, маг­ния, железа необходимы для нормаль­ного обмена аминокислот. Ионы хлора активируют амилазу. Ионы кальция оказывают активирующее действие на липазу. Окисление жирных кислот идет более энергично в присутствии ионов меди и железа.

82. В патогенезе отравлений и функ­циональных нарушений организма, экс­понированного тяжелыми металлами, тесно сочетаются специфические эле­менты (избирательная токсичность) и реакция стрессорного, неспецифиче­ского характера. Это определяется осо­бенностями рассматриваемой группы ядов, с одной стороны, и различиями в реагировании организмов на их поступ­ление, обусловленными фило- и онто­генетическими отличиями, — с другой. В первом случае важно учитывать фи­зико-химические свойства металла в элементарной, ионизированной (соли) и соединенной с органическим лигандом формах. А.Альберт указывает на четыре основные группы факторов, опреде­ляющих избирательную токсичность ядов в этом плане: ионизация, редокс-потенциал, стерические особенности ковалентной связи и растворимость. Например, метильная группа повышает липофильность соединения, препятст­вуя присоединению молекулы к сосед­ней двойной связи. Электронодонорная метильная группа при наличии ее связи с атомом углерода понижает кислот­ность и ведет к росту основности со­единения с существенным изменением его биологической активности. Значе­ние указанных закономерностей наибо­лее четко прослеживается при рассмот­рении мышьяк-, олово-, свинец - и ртутьорганических соединений, биоло­гические эффекты которых обуслов­лены свойствами металла, органиче­ского лиганда и молекулы в целом. Что касается объекта воздействия, то, во-первых, большая часть металлов отно­сится к категории биоактивных и необ­ходимых для нормальной жизнедея­тельности организма. Это вызывает не­гативные реакции, изменение физиоло­гических функций и метаболизма не только при избытке, но и при недос­татке микроэлементов в организме. Именно приложение координационной химии металлов к биологическим про­блемам привело к развитию нового пер­спективного направления в биохимии, получившего наименование "неоргани­ческая биохимия". Во-первых, раскры­тие закономерностей образования ком­плексов металлов с олигомерами, пеп­тидами, белками и небелковыми мак­ромолекулами может иметь большое значение для познания, в частности, механизмов токсического действия ио­нов металлов, в том числе переходных и тяжелых. Во-вторых, имеет место функциональное взаимодействие эссен­циальных, бионеобходимых микроэле­ментов в организме, вне деформации которого рассмотрение механизмов токсического действия тяжелых метал­лов не может быть признано удовлетво­рительным. В-третьих, в известных пределах существует обратная функ­циональная взаимосвязь между величи­ной действующей или суммарной дозы тяжелого металла и выраженностью его избирательной токсичности (полнотой проявления специфических биологиче­ских свойств, особенно на клеточном и молекулярном уровнях). В то же время воздействие в очень низких дозах, если исключить парадоксальные эффекты, представляет наибольшие трудности в интерпретации наблюдаемых измене­ний, так как в сложных и многоэтапных процессах биотрансформации вводи­мого вещества, сочетания повреждаю­щих и компенсаторных реакций вычле­нить и охарактеризовать токсическое действие крайне затруднительно, а сде­ланные обобщения могут носить лишь спекулятивный характер. Ведущим ме­ханизмом токсического действия тяже­лых металлов признается угнетение ими многих ферментных систем в резуль­тате блокирования сульфгидрильных и других функциональных групп в актив­ных центрах и иных биологически важ­ных участках белковых молекул. Дей­ствия тяжелых металлов. Почти во всех водо-, щелоче-, кислотораствори­мых соединениях токсичны 12 из тяже­лых металлов (Be, Cr, As, Se, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Hg, Те, Pb), а также алюминий. Они проявляют сильно выраженные токсические свойства при самых низких концентрациях. К наиболее токсичным из таких металлов относят Hg, Cd, Pb, As. Они не являются ни жизненно необ­ходимыми, ни благотворно влияющими на рост и развитие растений, но даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма. Тяжелые металлы представ­ляют наибольшую угрозу на первых стадиях развития сельскохозяйственных растений (проростков, всходов). Под их действием ухудшается рост корней, по­бегов, происходит некроз листьев. Как в открытом, так и в защищенном грунте не рекомендуется выращивать сельско­хозяйственные культуры на расстоянии менее 5—7 км от источников выбросов тяжелых металлов. В зоне выбросов предприятий цветной металлургии почва становится токсичной для выра­щивания растений уже через 4 года.