Физические свойства белков 8 страница

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.