Предмет, задачи и методы исследования биохимии человека

Биологическая химия- это наука которая раскрывает химические основы жизнедеятельности организма.

Предмет- качественный и количественный химический состав живых организмов и превращения биологических молекул в процессе жизнедеятельности

Вопросы:механизмы энергосбережения, биосинтез белка при различных физических нагрузках, основы адаптации организма к физическим нагрузкам, регуляторные механизмы обмена веществ, метаболические основы утомления и восстановления после физических нагрузок

Задачи:Дать представление о химическом строении организма и о химических процессах лежащих в основе жизнедеятельности. Описать особенности обмена веществ во время физической работы и отдыха. Это необходимо для рационального построения тренировочного процесса установления оптимальных сроков восстановления. Оценка физических нагрузок функциональному состоянию организма спортсмена выявление признаков перетренированности. Разработка новых методов и средств повышения спортивной работоспособности развития спортивной силовых качеств и выносливости ускорение восстановления после тренировки

Методы:условно можно разделить на точный лабораторные и экспресс-методы.

основные лабораторные методы:

-качественный и количественный анализ состава тканей крови мочи слюны выдыхаемого воздуха и других объектов исследования с помощью различных методологических подходов

-электрофорез позволяющий разделите вещества с помощью электрического тока специальных аппаратах для электрофореза

--хроматография позволяющая с помощью сорбентов разделить белки с разной молекулярной массой и подвижностью

- рентгеноструктурный и спектральный анализ и позволяющие определить изменение структуры молекулы веществ при различных воздействиях например под влиянием анаболиков

-иммунологический метод позволяющий определить очень незначительные изменения количества вещества например при скрытой фазы утомления перетренированности воздействие физических нагрузок а также при возникновении заболеваний вызванных возбудителями инфекционных болезней или аллергентами.

-цитобиофизический метод позволяющий определить энергетическое состояние человека и его биологический возраст по биоэлектрическим свойствам ядер клеток эпителия

Экспресс методы позволяют быстро проводить биохимические исследования крови мочи и других биологических жидкостей с помощью специальных физических химических наборов тестов без использования сложной аппаратуры эти методы широко применяются в спортивной практике в медицине а также в быту.

Общая характеристика химического состава организма.

Состав организма человека входят органические и неорганические вещества. составляет около 60% массы тела а минеральные вещества в среднем 4%. Органические вещества представлены в основном белками 18% жирами 15% и углеводами 2-3 процентов. Все вещества организм как и неживой природы построенный из атомов различных химических элементов.

Строение, свойства и функции белков.

Белки-высокомолекулярные азотосодержащие вещества, при гидролизе которых образуются аминокислоты. Суточная потребность в среднем 1,3 грамма на кг веса.

Функции

Структурная-белками образованный многие клеточные компоненты А в комплексе с липидами входят в состав клеточных мембран.

Каталитическая-все ферменты являются белками по своей химической природе.

Транспортная- белок гемоглобин транспортирует кислород А другие белки транспортируют его По крови и лимфе

Сократительная-мышечная работа ( актин и мозин) и иные Формы движения.

Регуляторная-некоторые гормоны имеют белковую природу ( инсулин)

Защитная антитела являются белками и составляют наш иммунитет. А также кожа и волосы защищают организм от внешних воздействий.

Энергетическая аминокислоты могут поступать на путь гликолиза

Рецепторные белки участвуют в процессе избирательного узнавания.процессе

Классификация ферментов

1 класс. Оксидоредуктаза (катализирует окислительно-восстановительные реакции (цитохромксидаза)

2 класс. Трансферазы ( катализирует перенос различных функциональных групп ( аминотрансферазы)

3 класс . Гидролазы ( расщепление связи с участием воды(пептидазы-белок, амилазы- крахмал)

4 класс. Лиазы( расщепление связей и присоединение групп атомов по месту разрыва двойных ( кратных) связей (декарбоксилазы )

5 класс. Изомеразы ( взаимное превращение изомеров( цис –транс- изомеразы )

6 класс . Лигазы( образование сложного соединения с использованием энергии АТФ( ДНК-синтетазы, пептид-синтетазы)

Недостаток или отсутствие в организме некоторых витаминов приводит к невозможности образования соответствующих ферментов. В конечном итоге нарушается обмен веществ и возникают заболевания на почве витаминной недостаточности.

Недостаток белка в питании также может вызвать нарушение деятельности ферментов, но уже за счет повреждения белковой части. Витамины нужны спортсменам для того чтобы шли ферментативные реакции на высоком уровне.

16. Ферменты-простые и сложные белки. Изоферменты . Коферменты.

Простые- это простые белки, они построены из аминокислот и при гидролизе распадаются только на аминокислоты. состоят только из белковой части;

Сложные- это сложные белки, они состоят из простого белка и небелкового компонента Состоят из белковой части(апофермент)и небелковой

Коферменты- молекулы небелковой природы, которые могут переходить от одного фермента к другому. Они не синтезируются, поэтому должны поступать с пищей.роль некоторых коферментов играют витамины . Особенностью сложных ферментов является то, что отдельно апофермент и кофермент не обладают каталитической активностью. Кофермент, локализуясь в каталитическом участке активного центра, принимает непосредственное участие в химической реакции, выступая в качестве акцептора и донора химических группировок, атомов, электронов.

Изоферменты- это множественные формы фермента, катализирующие одну и ту же реакцию , но отличающиеся друг от друга по физическим и химическим свойствам.

Окисление глицерина

Глицерин используется всеми органами и тканями как энергетический субстрат и его окисление начинается с образования фосфоглицерина с помощью АТФ, а затем постепенно окисляется по пути окисления углеводов т.е. образуется ацетил-КоА, который вступает в цикл Кребса. При окислении 1 молекулы АТФ в анаэробных условиях образуется 1 АТФ и 19 АТФ в аэробных условиях

Нарушение липидного обмена

Недостаточное или избыточное поступление липидов с пищей приводит к нарушению обмена жиров. Если поступает недостаточно жира, то наблюдается гиповитаминоз витаминов А,Д,Е,К.

При избытке поступления жиры не достаточно расходуются и откладываются в запас.

При выполнении длительной и малоинтенсивной физической нагрузки расход жиров увеличивается, а после их часового бега увеличивается в 5-6 раз

А. Водорастворимые

Витамин В₁ (тиамин);
Витамин В₂ (рибофлавин);
Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин В₃);
Пантотеновая кислота (витамин В₅);
Витамин В₆ (пиридоксин);
Биотин (витамин Н);
Фолиевая кислота (витамин В_с, В₉);
Витамин В₁₂ (кобаламин);
Витамин С (аскорбиновая кислота);
Витамин Р (биофлавоноиды).

Б. Жирорастворимые

Витамин А (ретинол);
Витамин D (холекальциферол);
Витамин Е (токоферол);
Витамин К (филлохинон).

Водорастворимыевитамины при их избыточном поступлении в организм, будучи хорошо растворимыми в воде, быстро выводятся из организма.

Жирорастворимыевитамины хорошо растворимы в жирах и легко накапливаются в организме при их избыточном поступлении с пищей. Их накопление в организме может вызвать расстройство обиена веществ, называемое гипервитаминозом, и даже гибель организма.

Источники

Имеется два источника поступления витамина D:

· печень, дрожжи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц,

· образуется в коже при ультрафиолетовом облучении (длина волны 290-315 нм) из 7-дегидрохолестерола.

Суточная потребность:Суточная потребность в витамине D колеблется от 10 мкг для детей, до минимальной дозировки в 2.5 мкг для взрослых. Для беременных женщин и кормящих матерей суточная доза витамина D повышается и составляет около 10 мкг.

Функции витамина D

Основная функция витамина D — обеспечение нормального роста и развития костей, предупреждение рахита и остеопороза. Он регулирует минеральный обмен и способствует отложению кальция в костной ткани и дентине, таким образом, препятствуя остеомаляции (размягчению) костей.

Симптомы гиповитаминоза(недостаток):Симптомы гиповитаминоза делят по своей тяжести на легкую группу, в которую входят нарушение аппетита со снижением веса, ухудшение сна и зрения. В тяжелую группу входят рахит и остеомаляция. Основные проявления рахита – это нарушения нормального формирования костной ткани. Они клинически проявляются изменением в костях черепа, костях конечностей, ребрах. Остеомаляция – это нарушение отложения солей кальция в костях, из-за чего они становятся мягкими и деформируются под тяжестью тела. У взрослых гипо- и авитаминоз D проявляется развитием остеопороза, происходит вымывание уже осевшего в костях кальция, что делает их хрупкими и приводят к частым переломам.

Симптомы гипервитаминоза:Они могут встречаться у детей при передозировке витамина D при терапии рахита, а также при случайном приеме этого препарата детьми внутрь. В основном гипервитаминоз характеризуется нарушением функции почек и в меньшей степени печени. При микроскопическом исследовании обнаруживается отложение солей кальция во всех органах и тканях.

45) Витамин D. Химическая природа, Источники, потребность организма. Гипо- и гипервитаминозы.

Витамин D, он же Кальциферол (лат. Vitamin D, Calciferol) — группа биологически активных веществ, регулирующих обмен кальция с фосфором.

Основной функцией витамина D является регуляция транспорта кальция и фосфатов в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника и костной ткани. Этот процесс обеспечивается путем усиление биосинтеза транспортных белков – переносчиков Ca2+.

Источники

Имеется два источника поступления витамина D:

· печень, дрожжи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц,

· образуется в коже при ультрафиолетовом облучении (длина волны 290-315 нм) из 7-дегидрохолестерола.

Функции витамина D

Функции гормонов

1. Регулируют обменные и биохимические процессы в организме.

2. Обеспечивают согласованную работу органов.

3. Поддерживают гомеостаз.

Гормоны щитовидной железы.

Адреналин.

1. Он повышает артериальное давление, частоту сердечных сокращений, минутный объем сердца.

2. В умеренных дозах вызывает расширение сосудов внутренних органов, в том числе поче

Действие норадреналина (гормон ярости) на функции организма сходно с действием адреналина, но не вполне одинаково. У человека норадреналин повышает периферическое сосудистое сопротивление, а также систолическое и диастолическое давление в большей мере, чем адреналин, который приводит к подъему только систолического давления. Адреналин стимулирует секрецию гормонов передней доли гипофиза, норадреналин же не вызывает подобного эффекта.

Содержание и роль воды в организме. Регуляция обмена воды. Нарушение водного обмена

Содержание воды в организме человека В организмевзрослого человека содержится около 65% воды. Так, у мужчин около 61% массы тела приходится на долюводы, а у женщин - 54%. Разница связана с большим количеством жира в теле женщины

Солевой обмен. Содержание минералов в органах и тканях. Нарушения минерального обмена.

Минеральный обмен (солевой обмен) — совокупность протекающих в организме процессов всасывания, распределения, превращений и выделения неорганических солей. (источники – овощи)

Минеральные вещества играют большую и многообразную роль в организме человека. Они входят в его структуру и выполняют большое количество важных функций.
1. Регулируют водно-солевой обмен.
2. Поддерживают осмотическое давление в клетках и межклеточных жидкостях.
3. Поддерживают кислотно - щелочное равновесие.
4. Обеспечивают нормальное функционирование нервной, сердечно -сосудистой, пищеварительной и других систем.
5. Обеспечивают процессы кроветворения и свертывания крови.

Основную часть этих соединений у людей составляют хлористые, сернокислые, фосфорнокислые и углекислые соли калия, натрия, кальция и магния. У взрослых (весом около 70 кг) общее количество золы в организме равно приблизительно 3 кг, из которых на долю кальция приходится 39%, фосфора — 22%, серы — 4%, хлора — 3%, калия — 5%, натрия — 2% и магния — 0,7%. Сравнительно большое содержание кальция и фосфора в золе объясняется тем, что эти элементы в виде различных солей фосфорнокислого кальция составляют преобладающую часть костного скелета.

Количество мочи

Цвет мочи

Прозрачность (мутность)

Запах мочи

Реакция мочи

Химические свойства:

концентрация белка;
концентрация глюкозы;
концентрация билирубина;
концентрация уробилиногена;
концентрация кетоновых тел;
концентрация нитритов;
концентрация гемоглобина.

Мышечные белки

1. Сократительные (миофибриллярные) белки.Основными сократительными белками являются миозин (55% от общей массы белка)и актин (25% от общей массы белка). Также в мышцах содержатся тропомиозин и тропонины Т, I и С. Тропомиозин имеется во всех мышцах, а тропонины есть только в поперечнополосатых мышцах. В гораздо меньшем количестве в мышечных волокнах присутствуют белки α- и β-актинин, десмин, коннектин (титин) и виментин. Упаковка сократительных белков в мышце сравнима с упаковкой атомов и молекул в составе кристалла.

2. Саркоплазматические белки. В саркоплазме мышц содержатся глобулины X, миогены, миоглобин, нуклеопротеиды и ферменты. В миокарде содержится много АСТ, АЛТ, ЛДГ_1,2, КФК МВ. В скелетной мышце содержится много ЛДГ_3,4, КФК ММ.

3. Белки стромы. Белки стромы мышечной ткани представлены в основном коллагеном и эластином.

Предмет, задачи и методы исследования биохимии человека

Биологическая химия- это наука которая раскрывает химические основы жизнедеятельности организма.

Методы:условно можно разделить на точный лабораторные и экспресс-методы.

основные лабораторные методы:

--хроматография позволяющая с помощью сорбентов разделить белки с разной молекулярной массой и подвижностью